Dans les années 1960, le laboratoire de recherche pionnière de DuPont à Wilmington, dans le Delaware, cherchait une fibre à haute résistance et résistante à la chaleur. Une piste de recherche portait sur les polyamides aromatiques, des molécules à chaîne rigide qui, en théorie, devaient produire une fibre très résistante.
Le problème était que la réaction était extrêmement sensible à l'humidité et à la chaleur, si bien que les intermédiaires avaient tendance à s'hydrolyser ou à se polymériser d'eux-mêmes. La chimiste Stephanie Kwolek trouva un solvant acceptable et établit des conditions de polymérisation à basse température. Lorsqu'elle voulut filer son lot, la préparation était fluide et trouble plutôt que visqueuse et limpide.
La plupart des chercheurs auraient jeté cette solution de filage. Kwolek, obéissant à son instinct, insista pour la filer malgré tout. Le résultat fut une fibre bien plus rigide et plus résistante que tout ce qui avait été fabriqué auparavant, car l'aspect trouble provenait de l'alignement des molécules en forme de bâtonnets en solution, dans un état cristallin liquide.
Le laboratoire de DuPont la commercialisa sous le nom de Kevlar, commercialisé pour la première fois en 1971, vendu dans les gilets pare-balles et les pneus radiaux. Le brevet de la fibre à faible angle d'orientation couvrait la structure interne alignée et le procédé, et fut attribué à DuPont.
Un fluide cristallin liquide trouble se file en la fibre la plus résistante
Les molécules à bâtonnets rigides s'auto-alignent dans une solution cristalline liquide avant le filage
Partir d'une solution de filage déjà alignée a supprimé la nécessité d'étirer les molécules pour les aligner après coup
L'étrange lot trouble était le signe que quelque chose de nouveau se produisait, et non un échec
Croire à ses propres données face aux conventions, c'est là que se cache le résultat unique
Un lot trouble et fluide peut être le signe que les molécules se comportent différemment de ce que l'on attendait ; c'est en examinant le lot étrange plutôt qu'en le jetant que l'on trouve l'exceptionnel.
Suites
Le Kevlar devint la fibre haute performance phare de DuPont, utilisée dans les gilets pare-balles, les pneus, les plaquettes de frein, les voiles de bateau et les composites aérospatiaux. Il a généré des centaines de millions de dollars de ventes par an ; Kwolek a obtenu 17 brevets américains et des dizaines de distinctions.
VÉRIFIEZ LES SOURCES
Les sources
- Wholly aromatic carbocyclic polycarbonamide fiber having orientation angle of less than about 45° (US 3,819,587) Google Patents · patents.google.com ·
- Stephanie Kwolek Lemelson-MIT · lemelson.mit.edu