Quel est le problème avec l’aluminium transparent ?

Cela ressemble à un tube en verre mais c'est en réalité de l'aluminium. Eh bien, l’aluminium avec un astérisque à côté – ce n’est pas de l’aluminium élémentaire mais plutôt un matériau fabriqué à partir de celui-ci.

Nous avons eu le buzz sur « l’aluminium transparent » à la suite d’un Tweet d’où provient l’image ci-dessus. Ce tweet a été publié par [Jo Pitesky], ingénieur en systèmes scientifiques au Jet Propulsion Lab de Pasadena. [Jo] a rapporté que lors d'une récente journée portes ouvertes du JPL sur la technologie, elle a eu la chance de manipuler un tube d'un matériau qui ressemble à une section de tube de verre, mais qui a été présenté comme de l'aluminium transparent. [Jo] a tweeté ceci parce que c'était un artefact intéressant avec lequel peu de gens peuvent jouer et elle a raison, c'est fascinant !

Le matériau lui-même est intrigant et j’ai immédiatement eu des questions pratiques comme : qu’est-ce que c’est ? À quoi ça sert? Comment est-ce fait? Et s’agit-il vraiment d’aluminium rendu transparent par un procédé de science-fiction ?

Comme pour beaucoup de choses dans la vie, la réponse à cette question est : « Cela dépend ». Dans ce cas, cela dépend de la façon dont vous définissez l’aluminium. Ou plus précisément, cela dépend de vos attentes concernant un matériau censé être de l'aluminium. Le vieil aluminium ordinaire est un métal abondant possédant toutes les propriétés attendues des métaux : électriquement et thermiquement conducteur, ductile, malléable et brillant. Vous pouvez le faire fondre et le façonner en formes utiles, le battre à plat pour en faire du papier d'aluminium pour envelopper un sandwich ou écraser une boîte de conserve vide fabriquée à partir de celui-ci contre votre front, si vous le souhaitez.

Si vous vous attendez à ce que l’aluminium transparent possède toutes ces propriétés, vous serez déçu. Bien qu'elle n'identifie pas spécifiquement le matériau, le matériau que [Jo] devait manipuler n'était très probablement pas un métal du tout, mais une céramique appelée oxynitrure d'aluminium, composée à parts égales d'aluminium, d'oxygène et d'azote et connue par la formule chimique AlON.

Les céramiques d'oxynitrure d'aluminium existent depuis les années 1980, ce n'est donc pas du tout une nouveauté. Par coïncidence, le développement d'AlON était en cours plus ou moins en même temps que la production de Star Trek IV : The Voyage Home ; C'est à partir de la scène désormais classique de ce film où Scotty utilise une souris comme microphone pour tenter d'échanger la formule de « l'aluminium transparent » contre des feuilles de plexiglas que l'AlON et les céramiques transparentes similaires tirent leur nom familier.

Bien qu’il ne s’agisse clairement pas d’un métal – ni d’un verre non plus ; les verres sont des solides amorphes, tandis que les céramiques sont cristallines – l'AlON et les autres céramiques transparentes développées depuis ont des propriétés étonnantes. L'AlON, commercialisé sous le nom peu créatif d'ALON par son fabricant, Surmet Corporation, est produit par frittage. Les ingrédients en poudre sont versés dans un moule, compactés sous une pression énorme et cuits à haute température pendant des jours. Le matériau translucide obtenu est meulé et poli jusqu'à transparence avant utilisation.

En plus d'être optiquement clair, ALON est également extrêmement résistant. Les tests montrent qu'une vitre feuilletée en ALON de 1,6″ d'épaisseur peut arrêter une balle de fusil de calibre 50, ce que même 3,7″ de verre « pare-balles » traditionnel ne peut pas faire. ALON possède également de meilleures propriétés optiques que le verre ordinaire dans les longueurs d'onde infrarouges ; là où la plupart des verres absorbent les IR, ALON y est essentiellement transparent. Cela fait d'ALON un excellent choix pour les fenêtres des missiles à recherche de chaleur et d'autres applications IR.

Par contre, ALON est cher : sur le marché du verre blindé, il coûte environ 5 fois le prix du verre feuilleté traditionnel. Mais il présente tellement d’avantages, dont le moindre est une résistance supérieure aux rayures, que pour certaines applications, il constitue le matériau de choix. Il y a de fortes chances que la demande accrue pour ce matériau réduise les coûts, et il ne faudra peut-être pas longtemps avant que Gorilla Glass soit remplacé par des écrans de smartphone en aluminium transparent qui pourraient en fait endommager le trottoir lorsque vous laissez tomber votre téléphone.

Alors, désolé Scotty, le métal en aluminium transparent n'existe pas. Mais ce que nous appelons l’aluminium transparent est tout aussi fascinant et tout aussi science-fiction qu’il y paraît. La science des matériaux n'est-elle pas cool ? Si vous avez d'autres matériaux intéressants comme AlON que nous devrions approfondir, faites-le-nous savoir dans les commentaires ci-dessous.