Un revêtement caméléon est un type de couche de surface appliquée à divers produits manufacturés qui a des qualités adaptatives. Habituellement, il est composé de matériaux conçus à l’échelle de la nanotechnologie autour de la taille d’atomes individuels ou de petites molécules. Les revêtements sont conçus pour avoir des propriétés telles que la capacité de modifier la texture de la surface ou de répondre de manière dynamique à l’humidité, aux températures extrêmes ou aux environnements sous vide tels que les revêtements de lanceurs réutilisables dans les fusées. On utilise souvent des revêtements composites constitués de plusieurs couches de matériaux différents dans le revêtement afin qu’il puisse être autolubrifiant et avoir un point de fusion inférieur à la normale.
Les tout premiers types de revêtements anti-usure conçus à l’échelle nanométrique étaient basés sur l’élément tungstène, car il s’agit d’un métal très utilisé dans la fabrication de pièces métalliques soumises à de fortes contraintes. Des composés comme le WC, le tungstène fusionné avec du carbone de type diamant (DLC) et le disulfure de tungstène, WS2, ont été étudiés. Les métaux tels que le tungstène et l’yttrium font souvent partie d’un revêtement caméléon car leur qualité lubrifiante est fournie par des lubrifiants secs sous forme de charbon actif, de soufre ou d’autres nanoparticules qui interagissent favorablement avec eux. L’or et l’argent sont d’autres éléments métalliques fréquemment utilisés, car ils ont la capacité de résister à un gradient de température élevé où ils peuvent présenter des qualités lubrifiantes lorsqu’ils sont intégrés dans une structure matricielle. Le carbone graphitique est également inclus dans certaines formules en tant que surface de glissement utile en présence d’eau ou d’une humidité élevée.
Un exemple de ce qui est considéré comme un revêtement caméléon de deuxième génération à partir de 2004 est la zircone stabilisée à l’yttria (YSZ), une forme de céramique, qui est intégrée dans une structure en forme de grille d’or qui encapsule des nanoparticules de bisulfure de molybdène, MoS2, et carbone de type diamant. Cette composition de revêtement caméléon particulière peut supporter des cycles de frottement glissant de 10,000 932 répétitions ou plus sans se dégrader, et des températures allant jusqu’à 1,112° à 500 600° Fahrenheit (XNUMX° à XNUMX° Celsius). Cela l’a amené à l’intérêt de diverses entreprises de fabrication dans l’industrie aérospatiale. De tels revêtements caméléon sont conçus pour avoir des propriétés de tribologie, où la tribologie fait référence à la capacité du revêtement à résister au frottement, à l’usure et à avoir également des aspects autolubrifiants.
L’aspect clé de tout revêtement caméléon est qu’il a une morphologie réversible à sa composition. Le revêtement doit être capable de modifier son frottement et son usure en fonction des conditions, puis de revenir à un état latent sans dégradation chimique. Les arènes où cela est important incluent la construction d’éléments structurels et aérodynamiques pour les véhicules hypersoniques qui subissent des contraintes physiques extrêmes à des altitudes et des vitesses élevées.
Un revêtement caméléon est conçu pour avoir un large changement dans les propriétés des matériaux à partir d’une échelle d’un milliardième de mètre jusqu’à un dixième de millimètre (0.0000000001 à 0.0001 mètre). Des recherches menées en mars 2011 pour l’armée américaine ont produit un revêtement caméléon composé de composés de nitrure, d’argent et de MoS2 qui a établi un record mondial de durabilité. Le matériau a été recyclé plus de 300,000 1,292 fois dans une plage de températures allant de la température ambiante jusqu’à 700 XNUMX ° Fahrenheit (XNUMX ° Celsius) sans aucune dégradation notable des propriétés du matériau.