Récemment, des scientifiques ont développé une méthode
d’impression 3D « tout-en-un » à destination du secteur
des supraconducteurs. Il pourrait ici s’agir d’une véritable
révolution pour la fabrication de technologies ayant recours aux
supraconducteurs, par exemple les scanners IRM, les accélérateurs
de particules, les trains à lévitation magnétique ou encore, les
ordinateurs quantiques.
Fabriquer des supraconducteurs avec des matériaux souples
En fin d’année 2024, des chercheurs de l’Université de
Californie à Riverside (États-Unis) ont découvert un nouveau matériau supraconducteur
« plaqué or » pour stabiliser les ordinateurs
quantiques. Selon les scientifiques, ce matériau pourrait
représenter une étape importante vers le développement de
systèmes quantiques plus puissants. Il s’agit là d’un
exemple supplémentaire démontrant que d’une manière générale, les
supraconducteurs sont au cœur de nombreuses innovations, une
tendance qui devrait augmenter dans les années à venir.
Et si la fabrication supraconducteurs pouvait être plus rapide
et donner lieu à des matériaux encore plus performants ? Une équipe
de l’Université de Cornell (États-Unis) a déclaré avoir mis au
point une méthode de fabrication de supraconducteurs aux
performances exceptionnelles et ce, à l’aide de
l’impression 3D. Ces recherches potentiellement révolutionnaires
ont fait l’objet d’une description détaillée dans la revue Nature Communications le 19 aout
2025.
Il faut dire que l’équipe en question travaille depuis près
d’une décennie sur l’étude des supraconducteurs. Dans une publication de 2016, ces
chercheurs avaient déjà démontré la possibilité de guider
la formation de supraconducteurs à l’aide de matériaux
souples (ou matière molle). Or, la récente étude montre
que ce type d’approche peut donner lieu à une fabrication aux
propriétés comparables à celles des méthodes classiques.
Crédits : Wiesner et al., Nature Communications., 2025Une méthode plus rapide et plus efficace
Concrètement, les scientifiques ont élaboré une encre
intégrant des copolymères et des nanoparticules
inorganiques, dont la particularité est de pouvoir
s’auto-assembler durant le processus d’impression 3D. Le résultat
après traitement thermique n’est autre qu’un supraconducteur
cristallin poreux. Selon les chercheurs, l’approche
simplifie de manière non négligeable la fabrication des
supraconducteurs et ce, par rapport aux techniques
habituelles.
En effet, ces dernières nécessitent des étapes complexes, à
savoir la synthèse séparée des matériaux, leur transformation en
poudre, l’intégration de liants et enfin, un ultime traitement
chimique. Or, la méthode associant l’encre des chercheurs et
l’impression 3D est « tout-en-un », puisque les
structures se forment toutes au même moment, ce qui permet
une fabrication à la fois plus rapide et surtout, plus
efficace.
Des matériaux affichant de meilleures performances
Par ailleurs, les auteurs de l’étude ont souligné une
meilleure efficacité des supraconducteurs, grâce à
la façon dont sont organisées les structures intermédiaires. Les
chercheurs ont avancé la notion de « confinement à
mésoéchelle », conférant aux matériaux des propriétés
jusque-là inaccessibles. Au cours de leurs tests, les chercheurs
ont découvert des supraconducteurs aux propriétés exceptionnelles,
notamment la formation d’un champ magnétique critique
supérieur à 40-50 teslas avec l’impression d’un matériau à
base de niobium-nitrure. Or, cette valeur est la plus haute jamais
enregistrée pour ce composé, une bonne nouvelle pour la fabrication
des futurs aimants supraconducteurs.
Pour les scientifiques, leur étude démontre le potentiel
des approches de la matière molle dans l’élaboration de
matériaux quantiques. Or, ces découvertes devraient pouvoir
faciliter de plus en plus la fabrication de supraconducteurs aux
propriétés inédites. Au passage, il s’agit d’une énième preuve de
l’importance de l’impression 3D, une technologie qui devrait
devenir indispensable à l’avenir.