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.

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)

Liens :

Publication scientifique sur ACS Applied Materials and Interfaces (lire - en anglais)

Publication sur le site de l'Université de Rice (lire - en anglais)

Département de la Science des Matériaux et de l'Ingénierie Nanotechnologique de l'Université de Rice au Texas (lire - en anglais)

Site de la société NBD Nano (lire - en anglais)

Voilà typiquement le genre d'annonce qui va malheureusement passer inaperçue auprès du grand public. Et pourtant, nous voici face à une étape cruciale de la recherche nano.

Le scientifique Kim Eric Drexler avait présenté aux autorités américaines le potentiel des nanotechnologies et tout spécifiquement le potentiel des futures machines moléculaires (les fameux nano robots).
Une approche "bottom-up" (on part des plus petits éléments pour en construire de plus grands) qui avait fortement impressionné les décideurs de l'époque : ainsi fut lancée la NNI (National Nanotechnology Initiative) : les américains avaient alors alloué le plus important budget jamais octroyé à la recherche à l'échelle du nanomètre. Nous étions alors à la fin de l'année 2000.

Aujourd'hui, les machines moléculaires ne sont pas encore à l'ordre du jour, mais l'annonce faite par une équipe conjointe de chercheurs finlandais et italiens va marquer l'histoire des nanotechnologies et une nouvelle étape cruciale vers l'assemblage contrôlé des atomes pour fabriquer des objets manipulables à notre échelle.

Nanoparticules : rassemblement !
L'université Aalto à Helsinki, l'école Polytechnique de Milan et le Centre VTT de Recherche Technique de Finlande ont joint leurs efforts pour mettre au point un matériau capable de s'auto-assembler depuis l'échelle du milliardième de mètre jusqu'à ce qu'on puisse le voir à l'oeil nu. Le schéma d'organisation est encodé au sein de la structure chimique des molécules qui vont s'assembler d'elles-mêmes.

Des molécules composant un polymère et un matériau fluoré ont été spécifiquement mises en contact et, comme le ferait dans la nature une structure cristalline, la nano structure va s'agrandir grâce aux liaisons non-covalentes (liaisons faibles entre les atomes).

Lorsque le processus s'achève, il est possible par la suite de retirer les éléments fluorés pour ne conserver que la partie polymère de la structure.

Une nouvelle approche pour fabriquer des nanofils
Les nanofils, qui intéressent notamment l'industrie de l'électronique, pourraient prochainement être fabriqués grâce à un tel procédé : la puissance des microprocesseurs pourrait être fortement augmentée.

En médecine : des chercheurs de l'université de l'Arkansas recouvrent de nanofils d'or des implants pour qu'ils se fixent mieux; à Berkeley, les scientifiques les utilisent pour tenter de guider les cellules souches vers la différenciation recherchée.

Les nanofils pourraient également jouer un rôle primordial dans la mise au point des futurs ordinateurs quantiques et des... nano robots !

Liens :

Site de l'entreprise Nanomade (Toulouse) (lire - en anglais).
On regrette l'absence d'une version française du site mais elle est apparemment prévue car on note la présence d'un bouton 'FR 'inactif.

Présentation de la technologie sur le site Objectif News par Faouzy Soilihi, directeur exécutif de la start-up toulousaine Nanomade Concept (voir - en français)

Prix décerné par Frost & Sullivan (lire - en anglais)

Brevets déposés (lire - en anglais)

Une équipe de chercheurs de l'Université de Pennsylvanie (Penn State) a mis au point un procédé pour fabriquer un nouveau métamatériau¹ nanotechnologique qui peut absorber les ondes infrarouges. Ce procédé de fabrication (et atout principal de cette innovation) fait appel à un algorithme mathématique inspiré par la génétique : les chercheurs ont programmé la recherche de la meilleure configuration (le meilleur agencement sous forme de motif) pour l'absorption des ondes.
Pour comprendre ce procédé d'absorption, on peut faire l'analogie avec les salles spécialement prévues pour absorber les sons (chambres anéchoïques, voir image ci-dessous) : on observe sur les murs des motifs qui vont absorber les ondes sonores. Transposez cela à l'échelle du nanomètre, et vous pourrez absorber les ondes infrarouges.
En éliminant les dessins les moins performants, l'ordinateur a procédé comme le fait la nature : seuls les meilleurs dessins ont été conservés avant de passer aux premiers tests.

¹Un métamatériau est un matériau composite artificiel qui possède des propriété électromagnétiques.

Liens :

Site de l'Université de Pennsylvanie (Penn State) (lire - en anglais)

Publication scientifique sur ACS Nano (lire - en anglais)