Procédures de tests pour les nanomatériaux
Les matériaux nanostructurés sont devenus la pierre angulaire des nouveaux produits et dispositifs dans pratiquement tous les domaines, de l'énergie solaire à l'optoélectronique en passant par les capteurs médicaux. Améliorer et contrôler les propriétés de ces matériaux est essentiel pour la mise au point, la production et le contrôle de la qualité des produits, et cela nécessite des procédures normalisées appropriées pour la réalisation des nanotests. Les scientifiques ont lancé le projet NANOINDENT («Creating and disseminating novel nanomechanical characterisation techniques and standards»), financé par l'UE, pour coordonner les activités menées dans ce domaine à l'échelle européenne. L'objectif était d'améliorer la capacité de la métrologie de nanoindentation pour révéler les relations structure-fonction à l'échelle nanométrique, tout en définissant de nouvelles normes en matière de technologies de mesure. Les couches et les revêtements minces nanostructurés sont pratiquement devenus omniprésents. Même s'il s'agit du protocole le plus avancés parmi ceux qui existent, les tests de nanoindentation classiques (quasi-statiques) fondés sur la méthode Oliver et Pharr (O&P) font face à des limitations pour les applications à couches minces et les plastiques. Le consortium met ainsi au point cette méthode importante pour les applications, en offrant des recommandations pour la normalisation des formats de données, l'étalonnage des instruments et des techniques de mesure. Les résultats des tests de nanoindentation dynamique ont été jugés très variables, nécessitant une normalisation importante pour surmonter les problèmes. Les scientifiques ont étudié divers autres phénomènes (notamment l'empilement, l'affaissement et l'écrouissage) et ont fait des suggestions concernant les méthodes d'amélioration et de normalisation. Les tests par nanorayures et d'usure ou de frottement appartiennent à un domaine relativement nouveau des tests nanomécaniques. Les scientifiques ont formulé des recommandations importantes pour la normalisation des instruments et des protocoles de test, suite à des études expérimentales détaillées menées sur différents matériaux dans diverses conditions. Le consortium a réalisé la toute première détermination quantitative de la dureté des rayures de la silice fondue pour diverses charges. Dans l'ensemble, NANOINDENT contribue de manière importante à de nouvelles propositions concernant la révision des normes de l'Organisation internationale de normalisation (ISO) sur les tests d'indentation visant à contrôler la dureté. NANOINDENT également créé une base de données des paramètres nanomécaniques de divers matériaux principalement obtenus à partir de tests de nanoindentation ou de nanorayure dans la littérature. Des méthodes de mesure et des bonnes pratiques ont également été incluses. Le projet NANOINDENT a atteint son objectif initial visant à élaborer des recommandations pour la normalisation internationale des tests nanomécaniques, y compris l'étalonnage des instruments, des protocoles expérimentaux, la collecte de données et leur interprétation. La base de données devrait être un outil utile pour les scientifiques et les ingénieurs, qui facilitera l'innovation dans le domaine des les nanomatériaux.