Les moteurs à réaction sont l'un des exploits les plus déchaînés de l'ingénierie humaine.
Mais les moteurs à réaction ne devraient pas être possibles, dit Ben Beake, directeur de la recherche sur les matériaux chez Micro Materials, une société d'essais d'équipement au Pays de Galles.
L'air entrant est plus chaud que le point de fusion du métal en dessous, ce qui n'est évidemment pas une bonne chose, explique-t-il, soulignant que cet air atteint des températures bien au-dessus de 1000C.
Les concepteurs de moteurs à réaction ont surmonté ce problème en appliquant des revêtements céramiques résistants à la chaleur aux lames du moteur.
Et maintenant, les chercheurs développent des revêtements encore plus solides qui permettent aux moteurs de fonctionner encore plus chaud.
Si vous le faites plus chaud, alors il y a une économie massive sur le carburant et le CO2, dit le Dr Beake.
En augmentant la température d'environ 30 °C, vous pourriez obtenir une économie de 8 % de carburant, estime-t-il.
C'est la puissance des revêtements qu'ils transforment radicalement la fonctionnalité et les capacités d'un matériau sous-jacent.
Peu de gens se rendent compte à quel point ils sont importants, mais ces superpositions et placages peuvent surcharger des machines haute performance, ou faire en sorte que les équipements coûteux survivent aux environnements les plus rudes.
Le Dr Beake et ses collègues sont chargés de pousser les revêtements jusqu'à leurs limites, afin de voir à quel point ils sont robustes ou efficaces.
Ses clients n'obtiennent pas toujours les résultats qu'ils veulent.
Il se rappelle avoir dit à un fabricant de missiles que Weve vous avait cassé le revêtement, il y a quelques années.
Ils ont pris l'assaut, dit le Dr Beake.
En plus d'exposer les revêtements à des températures élevées, Micro Materials dispose également d'un dispositif de pic sur bois, un minuscule stylet diamant, qui tape à plusieurs reprises un revêtement à des endroits aléatoires pour tester sa durabilité.
Récemment, l'entreprise a travaillé avec Teer Coatings basé au Royaume-Uni pour tester un produit qui pourrait être appliqué à des composants satellites, y compris des engrenages et des roulements utilisés dans diverses pièces mobiles.
C'est une tâche délicate, dit Xiaoling Zhang, de la société, parce que le revêtement doit protéger ces composants à la fois avant le lancement (quand ils sont exposés à l'humidité atmosphérique au niveau du sol) et aussi en orbite, contre les particules de poussière et les radiations dans l'espace.
Toutefois, elle affirme que l'entreprise a obtenu les résultats souhaités.
Mais en plus de protéger les engins spatiaux, les revêtements pourraient aussi empêcher les astronautes de tomber malades.
Les biofilms s'accumulent plus rapidement à l'intérieur des canalisations dans des environnements à faible gravité, ce qui pourrait être un problème pour les approvisionnements en eau ou les machines qui déplacent les fluides sur les stations spatiales ou les vaisseaux spatiaux futurs, par exemple.
Les biofilms sont connus pour causer des défaillances mécaniques, dit Kripa Varanasi à l'Institut de technologie du Massachusetts.
Tu ne veux pas ça.
Le professeur Varanasi et ses collègues ont développé une gamme de revêtements qui rendent les surfaces glissantes et donc résistantes à la formation de biofilms.
Les essais d'un tel revêtement dans une expérience effectuée à bord de la Station spatiale internationale ont révélé qu'il fonctionnait comme prévu.
L'idée derrière le revêtement est de mélanger un matériau solide et un lubrifiant.
Il est ensuite pulvérisé à l'intérieur d'un tuyau ou d'un tube, ce qui rend cette surface intérieure extrêmement glissante.
Prof Varanasi a déjà fait les manchettes pour développer des revêtements similaires pour l'intérieur des paquets de dentifrice afin que vous puissiez obtenir tous les derniers morceaux de dentifrice.
Lui et ses collègues ont commercialisé la technologie à travers leur société dérivée LiquiGlide.
L'allégresse est peut-être un attribut sous-estimé.
Nuria Espallargas de l'Université norvégienne des sciences et de la technologie et ses collègues ont mis au point un revêtement à base de carbure de silicium pour les équipements utilisés dans la fabrication ou la réparation d'aluminium.
C'est une sorte de solution antiadhésive de poêle, ce qui signifie que les couches d'aluminium fondu ne sont pas collées sur cet équipement coûteux.
Le fonctionnement précis de ce revêtement particulier est quelque chose d'un mystère, cependant.
Pour être honnête, nous ne savons vraiment pas comment cela fonctionne, le mécanisme est inconnu à l'heure actuelle, dit le Prof Espallargas.
Néanmoins, le revêtement est disponible commercialement par l'intermédiaire de sa société de spin-out Seram Coatings.
Atlas Machine and Supply, une entreprise américaine qui fabrique et répare des machines industrielles, l'a essayé.
Le véritable avantage réside dans l'allongement de la durée de vie des outils et l'amélioration de la qualité des produits produits, déclare Jeremy Rydberg, chef de l'innovation.
Il dit que, sans le revêtement, Atlas doit reconstruire les outils à rouleaux qu'il utilise pour travailler l'aluminium tous les deux jours.
Cela coûte 4,5 millions de dollars par année.
Mais le nouveau revêtement signifie que ces outils durent toute une semaine, pas seulement quelques jours, réduisant ces coûts de reconstruction à environ 1,3 million de dollars par année.
Les revêtements peuvent faire des choses étonnantes, mais ils ne fonctionnent pas toujours comme prévu, note Andy Hopkinson, directeur général de Safinah Group, une entreprise qui se fait souvent appeler pour enquêter lorsque les revêtements tournent mal.
Il y avait beaucoup de problèmes en ce moment avec les parkings, où leur système passif de protection contre l'incendie s'éteint, dit-il, se référant à la peinture résistante au feu parfois appliquée aux structures en béton.
Et sa compagnie a également constaté que les revêtements appliqués aux navires commerciaux n'empêchent pas toujours les barnacles et autres vies marines de s'attacher à la coque.
Ce problème, connu sous le nom de biosoudure, augmente la friction, ce qui signifie que le moteur des navires doit travailler plus dur et brûler plus de carburant.
Malgré la disponibilité de revêtements qui promettent d'aider, les propriétaires de navires ne choisissent pas toujours le bon pour leur navire.
Ce choix devrait dépendre de l'endroit où le navire navigue, combien de temps il doit être au ralenti plutôt qu'en mouvement, et ainsi de suite, dit le Dr Hopkinson.
Le coût de résoudre des problèmes comme celui-ci peut se chiffrer à des milliers, voire des millions de livres.
En général, les coûts de peinture se situent entre 1 et 2 % du projet.
Le problème est que, lorsqu'il se passe mal, les coûts deviennent exponentiels, dit M. Hopkinson.
Cependant, les chercheurs qui travaillent dans ce domaine affirment qu'il existe encore de nombreuses possibilités d'améliorer les revêtements et d'en développer de nouveaux qui pourraient améliorer considérablement les performances des machines ou des infrastructures à l'avenir.