l'imprimante 3D comme réacteur pour de nouveaux matériaux
La chimiste Katharina Ehrmann reçoit le prix Dr Ernst Fehrer
Les imprimantes 3D n'ont plus rien d'inhabituel depuis longtemps. Il est aujourd'hui possible de concevoir presque n'importe quelle forme géométrique sur ordinateur, puis de la transformer en objets réels à l'aide d'une imprimante 3D. Mais Katharina Ehrmann de l'Institut de chimie de synthèse appliquée de l'Université technique de Vienne va encore plus loin : elle peut adapter avec précision non seulement la forme, mais aussi le matériau et ses propriétés. Sa vision : à l'avenir, l'imprimante 3D ne doit plus être un simple appareil de moulage, mais un réacteur flexible pour la chimie des matériaux. C'est pour cela qu'elle vient de recevoir le prix Dr Ernst Fehrer de l'université technique de Vienne.
La chimiste Katharina Ehrmann développe de nouveaux procédés d'impression 3D qui permettent d'obtenir différentes propriétés de matériaux. Elle vient de recevoir pour cela le prix Ernst-Fehrer de l'Université technique de Vienne.
Technische Universität Wien
Des liquides qui se solidifient sous l'effet de la lumière
Le concept de base des imprimantes 3D avec lesquelles travaille l'équipe de Katharina Ehrmann est simple : on utilise un liquide qui contient de nombreux petits éléments moléculaires. Au départ, ces éléments ne sont pas reliés entre eux. Mais lorsqu'on les irradie de lumière, cela change : là où la lumière est focalisée et particulièrement claire, des réactions chimiques se produisent, les éléments moléculaires sont liés entre eux, ils forment une structure réticulaire et donnent un objet solide.
"La question décisive est maintenant la suivante : de quelle manière ces éléments moléculaires se mettent-ils en réseau ?", explique Katharina Ehrmann. "Forment-ils des réseaux denses avec de nombreuses liaisons transversales ou plutôt de longues chaînes ? Comment ces chaînes sont-elles reliées entre elles ? Tout cela a une grande influence sur les propriétés du matériau qui est ainsi créé".
Ainsi, les matériaux dans lesquels il y a beaucoup de liaisons moléculaires dans un espace restreint sont souvent particulièrement durs et solides, mais aussi plutôt fragiles. En revanche, un matériau composé de longues chaînes pliées en accordéon s'étire et se comprime facilement. Il sera donc plutôt élastique et malléable.
"L'idéal est bien sûr de pouvoir fabriquer dans l'imprimante 3D un objet dont les propriétés matérielles varient à différents endroits - exactement comme on en a besoin à un moment donné", explique Katharina Ehrmann. Il y a déjà eu des tentatives pour y parvenir en combinant différents éléments moléculaires.
Mais l'approche d'Ehrmann est différente : elle peut contrôler de manière ciblée la manière dont les blocs de construction s'assemblent en grandes molécules - par exemple par la luminosité ou la longueur d'onde de la lumière utilisée, ou par la température. C'est ainsi qu'à partir des mêmes éléments constitutifs, des réactions chimiques différentes donnent naissance à des matériaux très différents.
"De petites différences dans les conditions environnementales peuvent déjà conduire à la formation de structures très différentes au niveau moléculaire", explique Katharina Ehrmann. "Dans ce domaine, il existe encore d'énormes potentiels inexploités". À l'avenir, l'impression 3D permettra non seulement de créer n'importe quelle forme, mais aussi de choisir point par point parmi différentes propriétés de matériaux. L'imprimante 3D deviendra un laboratoire de matériaux.
Katharina Ehrmann
Katharina Ehrmann a étudié la chimie à l'université d'Innsbruck et à l'université d'Édimbourg (Royaume-Uni). Sa thèse l'a ensuite conduite à l'université technique de Vienne, dans l'équipe du professeur Robert Liska, où elle a mené des recherches sur la fabrication de matériaux biocompatibles en étroite collaboration avec l'université de médecine de Vienne. Elle est ensuite partie en tant que postdoctorante à l'université de technologie du Queensland en Australie. Enfin, fin 2022, elle est revenue à l'Université technique de Vienne pour créer son propre groupe de recherche sur la fabrication additive.
Le mercredi 4 décembre 2024, Katharina Ehrmann s'est vue décerner le prix Dr Ernst Fehrer par le rectorat de l'université technique de Vienne. Ce prix a été créé par le Dr Rosemarie Fehrer, veuve de l'inventeur et industriel Dr Ernst Fehrer. Le prix est décerné chaque année à des travaux de recherche technique particuliers ayant une application pratique.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
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