Des chercheurs révèlent un matériau à changement rapide inspiré du calmar

D’un simple geste, les technologies actuelles permettent de modifier rapidement les matériaux, de foncé à clair, ou de froid à chaud, en bloquant ou en transmettant des longueurs d’onde spécifiques.

Aujourd’hui, s’inspirant de la peau du calmar (ou calamar), des chercheurs rapportent dans ACS Nano un film souple capable de réguler sa transparence sur un large éventail de longueurs d’onde – visible, infrarouge et micro-onde – simultanément. Ils ont démontré l’application du matériau dans les fenêtres intelligentes et dans la surveillance de la santé et la gestion de la température.

De l’inspiration à l’innovation: la peau du calmar

Uniques à la peau des calmars et autres céphalopodes, les iridocytes et chromatophores modifient de manière réversible leur orientation, altérant l’apparence des animaux.

De manière similaire, des scientifiques ont élaboré des matériaux artificiels capables de passer de la réflexion à la transmission des longueurs d’onde visibles et infrarouges en passant de la structure ridée à la structure fissurée. Les micro-ondes, étant beaucoup plus grandes que ces structures de surface, ne sont pas affectées. Cependant, des chercheurs ont récemment découvert que des réseaux denses de matériaux électriquement conducteurs, tels que des nanofils d’argent, pouvaient bloquer les micro-ondes.

Ainsi, Yi Yang, Guangbin Ji, Zhichuan J. Xu et leurs collègues ont voulu intégrer des structures de surface à un réseau conducteur dans un film souple capable de passer rapidement du blocage des bandes visible-à-micro-ondes à leur transmission.

La réalisation d’un film novateur

L’équipe de recherche a créé un film à deux couches en pulvérisant une fine couche de nanofils d’argent sur un élastomère étiré. L’étirement et la contraction du matériau ont généré respectivement des fissures et des rides bosselées dans la surface métallique.

Ensuite, lorsque les chercheurs ont contracté le matériau à une déformation de -30%, il a bloqué la lumière, piégé la chaleur infrarouge et protégé jusqu’à 99,9% des micro-ondes susceptibles d’interférer avec les appareils.

Et lorsque le matériau s’est étiré, l’expansion était directement liée à une augmentation de la transparence optique et à la quantité de chaleur et de micro-ondes transmises.

Applications potentielles du matériau

L’équipe a démontré comment le matériau pourrait être utilisé pour diverses applications :

• Pour transmettre ou bloquer des signaux d’électrocardiographie sans fil.
• Comme couverture pour piéger la chaleur corporelle ou la laisser s’échapper.
• Pour suivre les mouvements car les matériaux produisent des changements de température détectables par les caméras infrarouges.

Selon les chercheurs, la capacité de leur système à modifier sa transparence de manière répétée et rapide pourrait profiter aux technologies de camouflage dynamique, aux bâtiments éco-énergétiques et aux dispositifs personnels et de soins de santé adaptatifs.

Si l’on pèse le pour et le contre, il est indéniable que ce matériau innovant, inspiré par la peau du calmar, pourrait jouer un rôle majeur dans les technologies de demain. Il promet des avantages considérables, notamment pour l’économie d’énergie dans les bâtiments, la santé, la gestion de la température et même les technologies de camouflage.

Pour une meilleure compréhension

1. Qu’est-ce qui rend ce matériau unique ? Il s’inspire de la peau du calmar, capable de réguler sa transparence sur un large éventail de longueurs d’onde.
2. Comment ce matériau a-t-il été créé ? En pulvérisant une fine couche de nanofils d’argent sur un élastomère étiré, qui a ensuite été soumis à des contractions et des étirements pour obtenir des propriétés spécifiques.
3. Quelles sont les applications possibles de ce matériau ? Il peut être utilisé dans les fenêtres intelligentes, la surveillance de la santé, la gestion de la température, et même pour bloquer les micro-ondes susceptibles d’interférer avec les appareils.