Des nanofeuilles révolutionnaires pour stimuler l'alimentation par batterie
Des scientifiques financés par l'UE ont inventé une nouvelle façon de créer de fines nanofeuilles atomiques pouvant créer la prochaine génération de technologies électroniques et de stockage énergétique nécessaires, par exemple, pour le fonctionnement des voitures électriques. La recherche a été en partie financée par le projet PEPINEN («Processing and electron probing inorganic nanostructures for emerging nanotechnologies»), qui s'est vu alloué une subvention Marie Curie de 168 256 euros au titre du septième programme-cadre (7e PC) de l'UE. La recherche a été récemment publiée dans la revue Science. Des chercheurs du Centre for Research on Adaptive Nanostructures and Nano-devices (CRANN) du Trinity College de Dublin en Irlande et de l'université d'Oxford au Royaume-Uni ont découvert comment diviser les matériaux en couches afin d'obtenir de fines nanofeuilles atomiques. Grâce à celles-ci, ils ont créé une gamme de nouveaux nanomatériaux bidimensionnels possédant des propriétés chimiques et électroniques qui pourraient conduire à de nouvelles technologies électroniques et de stockage d'énergie. Pendant des décennies, les chercheurs ont essayé de créer des nanofeuilles à partir de matériaux en couches afin de libérer leurs propriétés inhabituelles électroniques et thermoélectriques. Toutefois, les méthodes précédentes étaient lentes, fastidieuses ou à rendement très faible et inadaptées à la plupart des applications. Dans cette étude, les scientifiques ont mis au point des nanofeuilles à partir d'une variété de matériaux à l'aide de solvants communs et d'ultrasons, en utilisant des dispositifs semblables à ceux utilisés dans le nettoyage de bijoux. Selon eux, la nouvelle méthode est «simple, rapide et rentable, et pourrait être progressivement appliquée à une échelle industrielle.» «Nos nouvelles méthodes offrent des coûts faibles, un rendement et un débit très élevés: en quelques heures, et avec à peine un milligramme (mg) de matériel, des milliards et des milliards de nanofeuilles de l'épaisseur d'un atome peuvent être produites simultanément à partir d'une grande variété de matériaux exotiques en couches», expliquait le Dr Valeria Nicolosi, partenaire de recherche de la Royal Academy of Engineering du département de matériaux de l'université d'Oxford. Elle affirmait que ces nouveaux matériaux sont également adaptés à l'utilisation de la prochaine génération de piles plus connues sous l'appellation de «supercondensateurs», qui peuvent offrir une puissance cent fois plus rapidement que les piles classiques, profitant à de nouvelles applications telles que les voitures électriques. Nombreux de ces nouveaux matériaux en couches atomiques sont très puissants et peuvent être ajoutés aux matières plastiques pour produire des composants très puissants, expliquait le Dr Nicolosi. Ils seront utiles dans diverses industries, depuis celles des simples matières plastiques structurelles à l'aéronautique. Son collègue, le professeur Jonathan Coleman, chercheur principal au CRANN et de la faculté de physique du Trinity College à Dublin affirmait: «Parmi les nombreuses applications possibles de ces nanofeuilles innovantes, les matériaux thermoélectriques sont sans doute les plus importants», et d'ajouter: «ces matériaux, lorsqu'ils sont intégrés dans des dispositifs, peuvent générer de l'électricité à partir de la perte de chaleur.» Le Dr Coleman a donné l'exemple selon lequel dans les centrales à gaz, environ 50% de l'énergie produite est perdue en tant que perte de chaleur, alors que pour les centrales à base de charbon ou de pétrole, le chiffre s'élève jusqu'à 70%. «Toutefois, le développement de dispositifs thermoélectriques efficaces permettrait à une partie de cette perte de chaleur d'être recyclée à bon prix et facilement, chose qui jusqu'à présent était hors de notre portée», expliquait-il. D'après les scientifiques, leur recherche peut être comparée au travail concernant le graphène bidimensionnel, qui a remporté le prix Nobel en 2010. Le graphène a produit un intérêt significatif car lorsque séparé en flocons individuels, il possède les propriétés électroniques et mécaniques exceptionnelles qui sont très différentes de celles de son «cousin» le graphite, expliquent-ils. Toutefois, le graphite n'est qu'un des centaines de matériaux en couches, dont certains peuvent conduire à de nouvelles technologies puissantes.Pour de plus amples informations, consulter: Actions Marie Curie dans le 7e PC: http://cordis.europa.eu/fp7/mariecurieactions/home_en.html Revue Science: http://www.sciencemag.org/ Trinity College Dublin: http://www.tcd.ie/
Pays
Irlande, Royaume-Uni