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20 janvier 2016 3 20 /01 /janvier /2016 00:41
Le Casque végétal de Cellutech

Le Casque végétal de Cellutech

Remplacer la coque extérieure par du bois et faire des sangles en papier renforcé ne furent pas les plus grands challenges à relever pour aboutir à la création de ce nouveau type de casque de vélo entièrement biodégradable : il fallait également remplacer la couche intérieure de polystyrène (issu de l'industrie pétrolière) qui encaisse les chocs et protège le porteur.

Faisant appel aux nanotechnologies, un groupe de recherche du Wallenberg Wood Science Center (Suède) a developpé coinjointement avec la startup Cellutech un nouveau matériau : le "Cellufoam".

Protoype de casque de vélo entièrement composé de matières végétales - Photo: Cellutech & Rasmus Malbert
Protoype de casque de vélo entièrement composé de matières végétales - Photo: Cellutech & Rasmus Malbert

Protoype de casque de vélo entièrement composé de matières végétales - Photo: Cellutech & Rasmus Malbert

Le Cellufoam est produit à partir de pulpe de bois dont on recueille des nanofibres de cellulose. Ces dernières sont modifiées et incorporées à un agent émulsifiant pour générer le matériau.

Les applications envisagées pour ce nouveau nanomatériau sont nombreuses : BTP (Isolation), emballage, protection, retardeur de flamme, filtration de liquides. Selon Lars Wågberg, professeur en technologie des fibres au KTH et l'un des créateurs du Cellufoam, toutes les futures applications d'un tel matériau ne sont pas encore envisageables et l'on peut s'attendre à quelques surprenantes innovations.

Le Cellufoam est constitué de nanocellulose. (Photo : (C) Cellutech)
Le Cellufoam est constitué de nanocellulose. (Photo : (C) Cellutech)

Le Cellufoam est constitué de nanocellulose. (Photo : (C) Cellutech)

Cellutech fabrique également de minuscules spheres de cellulose, des nanomatériaux superhydrophobiques non toxiques et de la cellulose magnétique, un autre nanomatériau innovant qui combine de la nanocellulose et des nanoparticules magnétiques : ce dernier a déjà permis de créer un haut parleur extrêmement fin (50 µm seulement soit l'épaisseur d'un cheveu fin).

Un haut parleur qui n'est pas plus épais qu'un cheveu grâce à la cellulose magnétique

Un haut parleur qui n'est pas plus épais qu'un cheveu grâce à la cellulose magnétique

Liens :

Site officiel de l'Institut Royal de Technologie (Suède) (lire - en anglais)

Publication sur le site de l'Institut Royal de Technologie (lire - en anglais)

Site de la startup suèdoise Cellutech (lire - en anglais)

Site du Wallenberg Wood Science Center (lire - en anglais)

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Publié par Viotti Philippe - dans Nano - Matériaux
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23 juin 2015 2 23 /06 /juin /2015 02:20

Et la lumière (issue du graphène) fut !
Les recherches menées coinjointement par une équipe de Columbia Engineering (NY) avec deux équipes coréennes (SNU et KRISS) ont été couronnées de succès : on peut émettre de la lumière visible avec du graphène.

Ce nanomatériau (un maillage hexagonal d'atomes de carbone) est épais d'un seul atome ce qui en fait, selon le Professeur Wang Fon-Jen, co-auteur de l'étude, "l'ampoule la plus fine que l'on puisse réaliser !".

(c) Young Duck Kim et Nature Nanotechnology

(c) Young Duck Kim et Nature Nanotechnology

Avec un faible apport d'énergie, il est possible de chauffer très localement le graphène. Ce nanomatériau conduit parfaitement l'électricité, mais lorsqu'il chauffe, il conduit de moins en moins bien la chaleur : cette dernière se concentre en un point précis et de la lumière est émise lorsque le graphène dépasse les 2500°C. La lumière ainsi produite est si intense que l'on peut la voir à l’œil nu, sans aucune amplification préalable. La chaleur étant confinée en un point très précis, le support du graphène ne risque pas de fondre.

(c) Young Duck Kim et Nature Nanotechnology

(c) Young Duck Kim et Nature Nanotechnology

La lumière émise est stable et modifiable selon l'intensité électrique.

Selon les chercheurs, cette nouvelle possibilité offerte par le graphène devrait amener à terme la mise au point d'écran extrêmement fins et transparents et améliorer la transmission de données par la lumière.

Présentation du principe de fonctionnement de la lumière émise par la couche de graphène

Liens :

Site de l'Université de Colombia (New York) (lire - en anglais)

Publication sur le site Nature Nanotechnology (lire - en anglais)

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23 janvier 2015 5 23 /01 /janvier /2015 04:09
Une surface nanoporeuse pour empêcher les bactéries de s'y fixer

Lorsque les bactéries colonisent une surface, elles travaillent de concert pour finir par former un biofilm qui permet de les fixer et d'améliorer encore la colonisation bactérienne. C'est ce qui se passe par exemple à la surface de nos dents et c'est pourquoi nous avons besoin de nous les brosser très régulièrement.

Une équipe conjointe de chercheurs issus de deux universités américaine, Cornell et Rensselaer, a mis au point un nanomatériau poreux capable d'empêcher les bactéries de s'y fixer. Grâce à ces nanopores de 15 à 100 nm de diamètre, les bactéries ne peuvent plus rester en contact avec la surface car un phénomène d'oxydation anodique s'y produit. Elles sont littéralement repoussées électriquement du support.

De nombreuses applications sont déjà envisagées : améliorer l'hygiène du milieu hospitalier, améliorer la qualité du traitement des eaux ou encore préserver la chaîne alimentaire des contaminations microbiennes.

Liens :

Site de l'université de Cornell (lire- en anglais)

Site de l'Institut polytechnique Rensselaer (lire- en anglais)

Publication scientifique sur NCBI (lire - en anglais)

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Publié par Viotti Philippe - dans Nano - Matériaux
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19 septembre 2014 5 19 /09 /septembre /2014 04:56
Une nanostructure déformable en céramique

A l’institut Californien de technologie (Caltech), Julia Greer, classée parmi les 100 personnes les plus créatives de 2014, vient de présenter une nouvelle avancée dans ses recherches sur les échafaudages nanométriques.


Au sein de son groupe de recherche, une équipe menée par Lucas R. Meza a mis au point une nano structure en céramique inédite. Contenant 99,9% d’air, elle est capable de se déformer pour reprendre ensuite sa forme initiale (voir la vidéo ci-dessous).

Un tel matériau pourrait aboutir à la fabrication de nouveaux isolants thermiques, très légers et résistants. Contrôler la structure d’un matériau à l’échelle nanométrique représentera un grand progrès pour les produits de demain : il sera possible de minimiser drastiquement les imperfections structurelles, rendant le matériau encore plus résistant.

En mai dernier, Planète Nano vous avait présenté les précédents travaux du Groupe de recherche de Julia Greer sur les nano treillis.

Démonstration de l'écrasement du nano treillis

Une nanostructure déformable en céramique

.

Liens :

Publication sur le site de Caltech (lire – en anglais)

Site du Groupe de recherche de Julia Greer (lire – en anglais)

Publication scientifique dans la revue Science (lire – en anglais)

Vidéos (sources)
 

Archive Planète Nano sur les nanos treillis.

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Publié par Viotti Philippe - dans Nano - Matériaux
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3 septembre 2014 3 03 /09 /septembre /2014 04:28
Une nanoparticule pour tous les lier

Une nouvelle ère s’ouvre pour les chercheurs dans le domaine des nanotechnologies grâce aux recherches menées par les scientifiques du College Park l’université du Maryland. Leurs travaux publiés dans la revue Nature Communications du 2 septembre 2014 concernent la possibilité d’utiliser des nanoparticules (des « intermediums ») comme liant pour assembler entre eux des nanomatériaux différents. Il serait ainsi possible de créer de nouvelles nano structures hybrides qui seraient difficile voire même impossibles à réaliser avec les méthodes connues jusqu’à présent.
Le professeur Ouyang Min qui conduit les recherches avec son équipe espère que de d’autres scientifiques vont rapidement utiliser leur découverte pour créer de nouveaux nano matériaux aux surprenantes propriétés.

Liens :
Publication scientifique sur Nature communications (lire – en anglais)

Publication sur Nature Letters (lire – en anglais).

Groupe de recherches du Professeur Ouyang Min (lire – en anglais)
Site de l’université du Maryland (lire – en anglais).

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Publié par Viotti Philippe - dans Nano - Matériaux
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25 août 2014 1 25 /08 /août /2014 08:35
Une nouvelle génération de capteurs élastiques

Des chercheurs de l’Université de Surrey (près de Londres) et du Trinity College (Dublin) finalisent la mise au point d’une nouvelle génération de capteurs pour poser des diagnostics de santé chez l’homme.
Leur découverte va permettre de faire de nouvelles études difficiles à entreprendre avec les anciennes générations de capteurs car ils n’avaient pas la souplesse de ceux qui viennent d’être mis au point par Alan Dalton et Jonathan Coleman et pour cause : du graphène (matériau composé de carbone et épais d’un seul atome) a été infusé dans la masse de simples élastiques en caoutchouc !

Et pour couronner le tout, ces élastiques « intelligents » ne coûtent presque rien à fabriquer ce qui constituait un autre frein à l’utilisation généralisée de capteurs pour étudier le corps humain. Ce nouveau dispositif permet de capter des mouvements de faible amplitude : dès qu’il y a une déformation de l’élastique, le courant électrique conduit par le graphène est modifié. Des applications pour la santé, le sport, la robotique ou les transports sont déjà envisagées.

Après avoir été pendant quelques années un matériau prometteur cantonné aux études dans les laboratoires, le graphène trouve peu à peu des applications.

L’équipe de chercheurs du professeur Jonathan Coleman avait déjà fait parler d’elle récemment en découvrant une nouvelle méthode pour produire facilement du graphène… avec du graphite et du savon dans… un mixeur !

Une nouvelle génération de capteurs élastiques

Liens :

Publication scientifique sur ACS Nano ( lire – en anglais)

Publication sur le site du Trinity College ( lire – en anglais)

Site de l’université de Surrey (lire – en anglais)

Site du Trinity College (lire- en anglais)

Article « Graphite et savon dans un mixeur = Graphène !

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Publié par Viotti Philippe - dans Nano - Matériaux
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23 août 2014 6 23 /08 /août /2014 10:23
Authentifier un produit en soufflant dessus

Des chercheurs de l'Université du Michigan ont récemment fait la démonstration d'un nouveau moyen de faire face aux contrefaçons (médicaments, jouets, produits de luxe, etc...) : il suffit de souffler pour faire apparaître une marque d'authentification.

Le marqueur est très difficilement falsifiable, étant une nano structure dont le procédé de fabrication nécessite des moyens spécifiques. Les logos ou images d'authentification peuvent être apposés sur de nombreux types de matériaux différents grâce à un dépôt couche par couche de la structure nanométrique. Le procédé a aussi pour avantage d'être peu coûteux.

Ce nouveau procédé est une excellente nouvelle, notamment pour protéger la population des contrefaçons de médicaments : selon l'OMS, plus de la moitié des médicaments vendus sur internet sont des contrefaçons. En 2010, le marché des faux médicaments aurait atteint les 75 milliards de dollars US. Ils coûteraient la vie de plus de 700 000 personnes chaque année.

Démonstration du procédé (Université du Michigan 2014)

Liens :

Publication scientifique sur le site d'Advances Materials (lire - en anglais).
Publication sur le site de l'université du Michigan (lire - en anglais)


A propos des faux médicaments :
- Rapport d'étude de l'IRACM sur les contrefaçons de médicaments (lire - en français)
- Site officiel de l'IRACM (lire - en français).
- Article de l'OMS sur la menace croissante des faux médicaments (lire - en français)

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15 juillet 2014 2 15 /07 /juillet /2014 01:28
Le matériau le plus sombre jamais fabriqué

Ce nouveau matériau appelé "Vantablack", mis au point par la société anglaise Surrey Nanosystems, absorbe 99.96% de la lumière, le rendant quasiment "invisible". C'est un peu comme regarder un trou noir, un étrange vide.

Etablissant un nouveau record, les chercheurs ont utilisé un agencement vertical de nanotubes de carbone (appelé VANTA pour Vertically Aligned carbon NanoTube Array) sur un substrat en aluminium. Le procédé de fabrication ne nécessite pas de hautes températures rendant compatible l'usage du revêtement avec des substrats qui auraient été facilement endommagés par la chaleur.

Présenté en exclusivité au Salon International de l'aviation de Farnborough 2014, Surrey Nanosystems envisage déjà de nombreuses applications. Ce nouveau revêtement, dont la mise au point a nécessité deux années, pourra venir tapisser l'intérieur de télescopes, de capteurs et de caméras pour optimiser la qualité de l'image grâce à de moindres interférences lors du passage de la lumière. L'aérospatiale et la défense seront les premiers secteurs à utiliser le Vantablack.

Le matériau le plus sombre jamais fabriqué
Observer les étoiles avec une accuité accrue grâce au nanorevêtement

Observer les étoiles avec une accuité accrue grâce au nanorevêtement

Liens :

Site de Surrey Nanosystems (lire - en anglais)

Publication scientifique sur le site Optics InfoBase (lire - en anglais)

Site du Farnborough Air Show (lire - en anglais)

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5 juillet 2014 6 05 /07 /juillet /2014 03:31
Une peinture qui change de couleur lorsque le support est trop chaud

Rappelez-vous de ces magnifiques (!) objets souvenirs recouverts de chlorure de cobalt qui changent de couleur et qui indiquent un changement de temps (rose lorsqu'il pleut et bleu quand le soleil revient). Ah oui, et accessoirement, le chlorure de cobalt est un produit toxique. Nous avons aussi pu jouer avec des voitures HotWheels qui changeaient de couleur une fois plongées dans la glace.

Cette brève parenthèse nostalgique va me servir d'analogie pour présenter une innovation américaine mise au point et brevetée par l'Institut de technologie du New Jersey (NJIT). Ce dernier a travaillé conjointement avec l'ARDEC (Armament Research Development and Engineering Center).


Zafar Iqbal et son équipe de chercheurs ont élaboré une peinture qui change de couleur lorsque le support sur lequel elle a été appliquée chauffe trop. Mise au point initialement pour l'armée américaine qui avait besoin de savoir si ses munitions avaient été trop exposées à la chaleur pour être manipulées, cette innovation va tout naturellement par la suite trouver de nombreuses applications civiles et permettre d'éviter de nombreux accidents industriels (un tuyau trop chaud pour être touché, une porte coupe feu avertissant les pompiers du danger, etc.).

Aux alentours de 35°C, la "smart paint" commence à changer de couleur passant progressivement du bleu au rouge suivant l'augmentation de la température. Contrairement aux peintures thermochromiques utilisées sur certains jouets (comme les voitures mentionnées précédemment), la "peinture intelligente" est très résistante aux températures élevées.

Les chercheurs ont travaillé principalement à partir de peintures déjà disponibles sur le marché dans lesquelles ils ont incorporé des nanoparticules (un ou plusieurs polydiacetylènes1 (PDA) et de l'oxyde de zinc).

Comptant encore améliorer le procédé, le professeur Iqbal espère aussi mettre au point des revêtements indiquant si un objet a fait l'objet d'une manipulation brutale (les impacts seraient matérialisés par la peinture) ou exposés à des produits chimiques dangereux voire radioactifs.

Les travaux menés par Zafar Iqbal se sont aussi orientés vers le développement d'encres ayant les mêmes caractéristiques thermochromiques que la "smart paint" et pouvant être utilisées par de simples imprimantes à jet d'encre.

 

 

Une peinture qui change de couleur lorsque le support est trop chaud

1polydiacetylène : chaîne de polymère considérée comme une macromolécule linéaire qui a la faculté de s'aligner facilement et de conduire l'électricité. Les polydiacetylènes ont une réponse optique dans le spectre visible.

Liens :

Publication sur le site de l'Institut technologique du New Jersey
(lire - en anglais)

Brevet US de la "smart paint" (lire - en anglais)

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29 juin 2014 7 29 /06 /juin /2014 04:20
L'université de Cambridge présente d'étonnants paysages

Le département d'ingénierie Michael De Volder de l'université de Cambridge partage en ligne des images de structures à l'échelle du micromètre pour la plupart. Ces structures sont des assemblages de nano particules (carbone, polymère, graphène, dioxyde de titane, etc...)

Voici quelques exemples fascinants d'un monde qui nous échappait encore totalement il y a seulement quelques années.

L'ensemble des clichés est consultable sur cette page.

Une vidéo de présentation est également disponible (voir en bas de page).

Bon voyage !

(Copyright des photos : Michael De Volder, Engineering Department - IfM)

Bulles de nanotubes

Bulles de nanotubes

Nanotubes de carbone recouverts de graphène

Nanotubes de carbone recouverts de graphène

Fleur de Dioxyde de Titane

Fleur de Dioxyde de Titane

Roue dentée en carbone

Roue dentée en carbone

Liens :

Université de Cambridge (lire - en anglais)

Page de présentation de photographies du departement d'ingénierie Michael De Volder (lire - en anglais)

Articles Planète Nano en relation :
Les nanostructures de Julia Greer
Les jardins nanométriques

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