Des polymères aux superalliages en passant par les semi-conducteurs, l’industrie de la science des matériaux est à l’origine de certains des développements technologiques les plus importants de l’histoire moderne. Dans cet article, nous examinons les 5 principales tendances en science des matériaux qui, selon nous, influenceront le monde en 2021.
Il est maintenant plus important que jamais de prendre des mesures pour atténuer les changements climatiques. Cela implique nécessairement de trouver des moyens écologiquement durables de produire, de stocker et de distribuer l’énergie. Avec l’accélération du déploiement des technologies d’énergie renouvelable au Canada et dans le reste du monde, l’industrie de la science des matériaux jouera de nombreux rôles essentiels dans l’avenir de l’énergie.
L’industrie de la science des matériaux est essentielle au développement de nouvelles sources d’énergie telles que les systèmes de fusion nucléaire, où les environnements difficiles des réacteurs nécessitent des matériaux capables de résister à des flux élevés de chaleur et de rayonnement et à des contraintes thermomécaniques. Les technologies déjà fonctionnelles comme le solaire photovoltaïque pourraient également récolter les fruits des nouvelles avancées dans l’industrie de la science des matériaux : la commercialisation des films de pérovskite pourrait inaugurer une nouvelle génération de cellules solaires super-efficaces.
Dans les années 1990, l’industrie de la science des matériaux a révolutionné le stockage de l’énergie avec les premières batteries lithium-ion commerciales. En 2021, le passage de la distribution d’énergie à grande échelle aux énergies renouvelables distribuées imposera une demande sans précédent sur notre capacité à stocker de l’énergie. L’industrie de la science des matériaux jouera un rôle déterminant dans la recherche de moyens pratiques d’y parvenir : du développement de membranes polymères plus durables pour les piles à combustible aux nouvelles technologies de batteries pour le stockage stationnaire à grande échelle.
La nanotechnologie provoque une révolution invisible dans l’industrie de la science des matériaux. L’incorporation de nanostructures dans les matériaux (par exemple dans les nanocomposites) a déjà révolutionné des industries telles que l’aérospatiale et la défense en permettant la création de matériaux légers et performants avec une résistance et une durabilité extrêmes. Les nanomatériaux ont le potentiel d’être appliqués dans un large éventail d’industries, du stockage d’énergie aux soins de santé. L’interaction entre la nanotechnologie et l’industrie de la science des matériaux ne fera qu’augmenter à mesure que les nanofibres, les nanotubes, les allotropes, les boîtes quantiques et d’autres technologies de nanostructures continueront de mûrir et de proliférer.
Alors que le monde est de plus en plus conscient de la pollution plastique et d’autres problèmes liés aux déchets de matériaux, les gouvernements exercent des pressions réglementaires sur les industries pour qu’elles réduisent la quantité de déchets qu’elles peuvent produire. Le gouvernement canadien a récemment annoncé un financement de plus de deux milliards de dollars pour la recherche sur la pollution plastique, dans le but que le Canada réduise ses niveaux de déchets plastiques à zéro d’ici 2030.
Face à la pression réglementaire et au besoin croissant de réduire les déchets, l’industrie de la science des matériaux vise à résoudre les problèmes des déchets en développant des solutions durables. De la mise au point de composés biodégradables et de recyclage à la création de procédés de production d’acier et de béton à faible impact, l’industrie de la science des matériaux jouera un rôle déterminant dans la réduction de la quantité de déchets produits dans l’industrie.
Les progrès récents de l’industrie de la science des matériaux ont permis la création de matériaux « intelligents » qui réagissent à des stimuli externes. Ces matériaux peuvent présenter diverses propriétés, notamment la mémoire de forme, les propriétés piézoélectriques, l’auto-guérison et le changement de couleur en réponse à la température, au potentiel électrique ou à la lumière.
Les applications futures de ces matériaux pourraient inclure de très petits actionneurs à base d’alliages à mémoire ou des nanocapteurs à haute sensibilité avec des applications dans les diagnostics médicaux et la surveillance environnementale. Si vous souhaitez vous tenir au courant des dernières innovations dans ce domaine, il vous suffit de contacter un membre de l’équipe pour vous inscrire à notre liste d’envoi.
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