Nouveaux matériaux hybrides !
Convergence nano et bio
La recherche de pointe dans le domaine de la bio-inspiration s’intéresse de près à la création de nouveaux matériaux hybrides artificiels. Ces matériaux combinent des systèmes biologiques avec des nanoparticules synthétiques minérales ou métalliques. Cette nouvelle classe de matériaux a des propriétés électriques, mécaniques, optiques ou de détection inédites et devrait conduire à de formidables applications dans les domaines de l’environnement, de l’énergie et de la médecine.
Un capteur de chaleur extrêmement sensible
Des chercheurs du Département de génie mécanique (étude publiée ici) et des procédés de la Swiss Federal Institute of Technology (ETH Zurich) ont développé un capteur de température d’une extrêmement sensibilité. Ils se sont intéressés aux plantes dont la sensibilité à la température est bien connue. Cependant leur procédé ne mime pas les propriétés des plantes; à la place, ils ont développé un matériau hybride qui contient, en plus des composants synthétiques, les cellules végétales elles-mêmes. “Nous laissons la nature faire le travail pour nous», explique Chiara Daraio, professeur de Mécanique et Matériaux. C’est de la bio-assistance ! “Notre capteur réagit avec une sensibilité au moins 100 fois plus élevée par rapport aux meilleurs capteurs existants», explique Raffaele Di Giacomo, un post-doc dans le groupe de Daraio.
L’eau est remplacée par des nanotubes
Les plantes ont la capacité extraordinaire d’enregistrer les différences de température extrêmement fines et d’y répondre par des changements dans la conductivité de leurs cellules. En cultivant des cellules extraites de plantes de tabac dans un milieu riche en nanotubes de carbone, les scientifiques ont observé que les nanotubes pénétraient dans les cellules. En asséchant leurs cultures, ils ont obtenu un matériau ressemblant à du bois qu’ils ont appelé “cyberwood“. Contrairement au bois, ce matériau est électriquement conducteur grâce aux nanotubes et sa conductivité est extrêmement dépendante de la température, tout comme les cellules de tabac encore “vivantes”.
Écran tactile sans contact et des caméras thermosensibles
Ce capteur “cyberwood“ peut identifier des corps chauds à distance. Par exemple, il détecte l’approche de la main à une distance de quelques dizaines de centimètres. La conductivité du capteur dépend directement de la distance de la source de chaleur au capteur.
Selon les scientifiques, “cyberwood“ pourrait être utilisé dans une large gamme d’applications, par exemple, dans le développement d’écrans tactiles sans contact. L e développement de caméras sensibles à la chaleur ou de dispositifs de vision nocturne très performants est envisageable.
