L'ingénierie au niveau atomique permet de créer de nouveaux alliages qui ne se casseront pas en cas de froid extrême.

Le 12 septembre 2025 rapport par Paul Arnold, Phys.org rédacteur collaborateur édité par Lisa Lock, révisé par Robert Egan éditeur scientifique éditeur associé Cet article a été examiné selon le processus éditorial et les politiques de Science X. Les éditeurs ont mis en évidence les attributs suivants tout en garantissant la crédibilité du contenu : vérification des faits, publication évaluée par des pairs, source fiable, relecture. Naviguer dans le froid extrême de l'espace lointain ou manipuler des carburants liquides super-refroidis ici sur Terre nécessite des matériaux qui ne se cassent pas. La plupart des métaux deviennent cassants et se fracturent à de telles basses températures. Cependant, de nouvelles recherches inaugurent une approche pour construire des structures métalliques atome par atome afin de créer des alliages résistants et durables qui peuvent résister à de tels environnements rigoureux. Les approches traditionnelles de renforcement ne sont souvent pas suffisantes pour ces applications. Par exemple, une technique courante de traitement thermique appelée durcissement par précipitation renforce les métaux en créant de minuscules particules dures à l'intérieur de leur structure. Mais à des températures extrêmes, les matériaux peuvent perdre leur ductilité (la capacité de se plier, s'étirer ou être étiré pour adopter une nouvelle forme sans se casser) et se fracturer soudainement. Une étude publiée dans la revue Nature décrit une nouvelle manière de concevoir des alliages métalliques pour qu'ils restent solides et résistants même à des températures très basses. L'idée principale est de créer un alliage avec deux différents types de structures atomiques parfaitement agencées à l'intérieur, des structures subnanoscale à court ordre de portée et de long ordre de portée. Ces structures appellées SRO et NLRO, sont des îlots minuscules d'atomes organisés et de taille légèrement plus grande. Les chercheurs ont créé leur alliage avec un processus contrôlé de traitement thermique et de mise en forme mécanique, ce qui a provoqué l'auto-assemblage des structures atomiques. En d'autres termes, les scientifiques ont créé les conditions pour que les atomes s'organisent de la manière souhaitée. Le résultat était un nouvel alliage cobalt-nickel-vanadium exceptionnellement solide et résistant à des températures aussi basses que -186°C (87 K). Il a été testé en le tirant et en l'étirant dans un laboratoire à des températures extrêmement basses pour voir quel stress il pouvait supporter. "Nos résultats soulignent l'impact de la coexistence chimique double sur les propriétés mécaniques des alliages complexes et offrent des guidelines pour contrôler ces états d'ordonnancement afin d'améliorer leurs performances mécaniques pour les applications cryogéniques," a écrit Shan-Tung Tu, l'un des auteurs de l'étude. Avec sa résistance et sa durabilité exceptionnelles, surtout dans des conditions de froid extrême, l'alliage pourrait avoir de nombreuses utilisations pratiques. Dans l'exploration spatiale, il pourrait être utilisé pour construire des vaisseaux spatiaux plus durables capables de supporter les températures extrêmement basses de l'espace lointain. Pour le secteur de l'énergie, l'alliage pourrait créer une infrastructure plus sûre et fiable, telle que des canalisations et des réservoirs pour le gaz naturel liquéfié. Les chercheurs pensent également que leur approche d'ingénierie au niveau atomique pourrait être appliquée à d'autres types d'alliages. Cela pourrait conduire au développement d'une nouvelle génération de matériaux capables de supporter les conditions de froid les plus sévères sans compromettre les performances ou la sécurité. Écrit pour vous par notre auteur Paul Arnold, édité par Lisa Lock, vérifié et examiné par Robert Egan - cet article est le résultat d'un travail humain soigneux. Nous comptons sur des lecteurs comme vous pour maintenir en vie un journalisme scientifique indépendant. Si cette information est importante pour vous, merci de considérer un don (surtout mensuel). Vous obtiendrez un compte sans publicité en guise de remerciement. Plus d'informations : Tiwen Lu et al, Dual-scale chemical ordering for cryogenic properties in CoNiV-based alloys, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09458-1 Conception d'une microstructure d'alliage atome par atome pour résister au froid extrême, Nature (2025). DOI: 10.1038/d41586-025-02864-5 Informations sur la revue : Nature © 2025 Réseau Science X