What is metallic glass? - Ashwini Bharathula

Traducteur: Yasmina Hablani Relecteur: eric vautier

Steel and plastic.

Acier et plastique.

These two materials are essential to so much of our infrastructure and technology,

Ces deux matières sont essentielles à nos infrastructures et technologies,

and they have a complementary set of strengths and weaknesses.

et disposent d'un ensemble de forces et de faiblesses complémentaires.

Steel is strong and hard,

L'acier est solide et dur,

but difficult to shape intricately.

mais est difficile à manipuler.

While plastic can take on just about any form,

Le plastique, quant à lui, peut prendre n'importe quelle forme,

it's weak and soft.

mais est fragile et mou.

So wouldn't it be nice if there were one material

Ne serait-il pas pratique s'il existait une matière

as strong as the strongest steel

aussi solide que le plus résistant des aciers

and as shapeable as plastic?

et aussi malléable que le plastique ?

Well, a lot of scientists and technologists

Beaucoup de scientifiques et de technologues

are getting excited about a relatively recent invention called metallic glass

sont emballés par une invention relativement récente

appelée verre métallique,

with both of those properties, and more.

qui détient ces deux propriétés, parmi d'autres.

Metallic glasses look shiny and opaque, like metals,

Les verres métalliques sont brillants et opaques, comme les métaux.

and also like metals, they conduct heat and electricity.

Et tout comme les métaux, ils conduisent chaleur et électricité.

Ils sont bien plus solides que la plupart des métaux,

But they're way stronger than most metals,

which means they can withstand a lot of force

ce qui signifie qu'ils peuvent supporter beaucoup de force

without getting bent or dented,

sans se tordre ou s'abimer,

making ultrasharp scalpels,

rendant les scalpels très coupants,

and ultrastrong electronics cases,

et les boîtiers électroniques très résistants,

hinges,

mais aussi des gonds,

screws;

des vis,

the list goes on.

la liste est longue.

Metallic glasses also have an incredible ability

Les verres métalliques possèdent aussi une incroyable capacité

to store and release elastic energy,

de stockage et de libération d'énergie élastique,

which makes them perfect for sports equipment,

les rendant parfaits pour les équipements sportifs,

like tennis racquets,

comme les raquettes de tennis,

golf clubs,

les clubs de golf,

and skis.

et les skis.

They're resistant to corrosion,

Ils résistent à la corrosion

and can be cast into complex shapes with mirror-like surfaces

et prennent n'importe quelle forme complexe, avec une surface miroitante,

in a single molding step.

en une seule étape de moulage.

Despite their strength at room temperature,

En dépit de leur résistance à chaleur ambiante,

if you go up a few hundred degrees Celsius,

si on augmente la température de quelques degrés Celsius,

they soften significantly,

ils ramollissent considérablement,

and can be deformed into any shape you like.

et peuvent être déformés pour prendre n'importe quelle forme.

Cool them back down,

Refroidissez-les de nouveau,

and they regain the strength.

et ils récupèrent leur résistance.

So where do all of these wondrous attributes come from?

D'où viennent donc ces merveilleuses propriétés ?

In essence, they have to do with metallic glass' unique atomic structure.

En substance, elles sont liées à la structure atomique unique

du verre métallique.

Most metals are crystalline as solids.

La plupart des métaux sont cristallins lorsqu'ils sont solides.

That means that if you zoomed in close enough to see the individual atoms,

Si vous regardiez de plus près pour observer les différents atomes,

they'd be neatly lined up in an orderly, repeating pattern

ils seraient alignés de manière ordonnée et méthodique

that extends throughout the whole material.

s'étendant dans toute la matière.

Ice is crystalline,

La glace est cristalline,

and so are diamonds,

tout comme les diamants,

and salt.

et le sel.

If you heat these materials up enough and melt them,

Si vous chauffez ces matériaux et les faites fondre,

the atoms can jiggle freely and move randomly,

les atomes peuvent bouger librement et aléatoirement

but when you cool them back down,

mais lorsque vous les refroidissez,

the atoms reorganize themselves,

les atomes se réorganisent,

reestablishing the crystal.

rétablissant le cristal.

But what if you could cool a molten metal so fast

Si on pouvait refroidir un métal en fusion si vite

that the atoms couldn't find their places again,

que les atomes ne pourraient pas retrouver leur place initiale,

so that the material was solid,

pour que le matériau soit solide,

but with the chaotic, amorphous internal structure of a liquid?

mais avec la structure interne chaotique et amorphe d'un liquide ?

That's metallic glass.

C'est le verre métallique.

This structure has the added benefit of lacking the grain boundaries

Cette structure a un atout supplémentaire, manquer de limites de grain

that most metals have.

dont tous les métaux disposent.

Those are weak spots where the material is more susceptible to scratches

Ce sont des points fragiles où le métal est plus sensible aux rayures

or corrosion.

ou à la corrosion.

The first metallic glass was made in 1960 from gold and silicon.

Le premier verre métallique a été fait en 1960 à partir d'or et de silicium.

It wasn't easy to make.

Ce ne fut pas facile à faire.

Because metal atoms crystallize so rapidly,

Les atomes de métal se cristallisent tellement vite,

scientists had to cool the alloy down incredibly fast,

que les scientifiques ont dû refroidir l'alliage très vite,

a million degrees Kelvin per second,

d'un million de degrés Kelvin par seconde,

by shooting tiny droplets at cold copper plates,

en envoyant de petites gouttes sur des plaques de cuivre froides,

or spinning ultrathin ribbons.

ou en faisant tourner des rubans ultra fins.

At that time, metallic glasses could only be tens or hundreds of microns thick,

À cette époque, les verres métalliques ne dépassaient pas dix ou cent microns,

which was too thin for most practical applications.

ce qui est beaucoup trop fin pour la plupart des utilisations.

But since then, scientists have figured out

Mais depuis, les scientifiques ont trouvé

that if you blend several metals that mix with each other freely,

qu'en alliant plusieurs métaux qui se mélangent librement,

but can't easily crystallize together,

mais ne peuvent pas se cristalliser,

usually because they have very different atomic sizes,

souvent parce que la taille de leurs atomes diffèrent,

the mixture crystallizes much more slowly.

le mélange cristallise plus lentement.

That means you don't have to cool it down as fast,

Cela signifie que vous n'avez pas à le refroidir aussi vite,

so the material can be thicker,

le matériau peut être plus épais,

centimeters instead of micrometers.

centimètres au lieu de microns.

These materials are called bulk metallic glasses, or BMGs.

Ces matériaux sont appelés verres métalliques massifs ou BMG.

Now there are hundreds of different BMGs,

Il existe des centaines de BMG différents,

so why aren't all of our bridges and cars made out of them?

pourquoi ne fabrique-t-on pas nos ponts et nos voitures avec?

Many of the BMGs currently available are made from expensive metals,

Beaucoup des BMG disponibles sont faits à partir de métaux couteux,

like palladium and zirconium,

comme le palladium et le zirconium,

and they have to be really pure

ils doivent être vraiment purs

because any impurities can cause crystallization.

car les impuretés peuvent provoquer la cristallisation.

So a BMG skyscraper or space shuttle would be astronomically expensive.

Un gratte-ciel ou une navette spatiale faite en BMG couterait très cher.

And despite their strength,

Et malgré leur résistance,

they're not yet tough enough for load-bearing applications.

ils ne sont pas encore assez forts pour porter de lourdes charges.

When the stresses get high, they can fracture without warning,

Quand les contraintes sont fortes, ils cassent sans prévenir,

which isn't ideal for, say, a bridge.

ce qui n'est pas idéal dans le cas d'un pont.

But when engineers figure out how to make BMGs from cheaper metals,

Quand les ingénieurs trouveront comment faire des BMG avec des métaux moins chers,

and how to make them even tougher,

et comment les rendre plus résistants,

for these super materials,

pour ces super matériaux,

the sky's the limit.

le ciel sera la limite.