Au cœur d'un laboratoire de l'Université du Colorado à Boulder, une équipe de recherche a donné vie à une découverte qui pourrait changer notre rapport à la lumière. Des chercheurs ont créé des nanocristaux organiques qui, sous l'effet de la lumière, génèrent une force mécanique capable de soulever une masse 1000 fois supérieure à la leur.
La partie la plus intéressante de la recherche publiée sur Nature Materials (je te le mets en lien ici) est que cette transformation s'effectue sans l'aide de chaleur ni d'électricité. Une perspective passionnante qui ouvre de nouvelles voies pour la science et l'ingénierie des matériaux.
Le pouvoir des nanocristaux
La lumière a toujours joué un rôle central dans notre existence. Il fait tout : pilote nos rythmes circadiens, alimente les plantes grâce à la photosynthèse et illumine notre monde. Il peut même affecter notre vision et nos voies mentales, selon les dernières recherches dans le domaine de l'optogénétique.
Aujourd'hui, grâce aux progrès de la science des matériaux, la lumière s'avère avoir un potentiel encore plus grand.
Les nanocristaux développés par les chercheurs de Université du Colorado, Boulder ce sont des matériaux photomécaniques conçus pour transformer directement la lumière en force mécanique. Une transformation résultant d'un délicat équilibre entre photochimie, chimie des polymères, physique, mécanique, optique et ingénierie.
Un pas en avant dans la science des matériaux
L'équipe dirigée par Ryan Hayward a amené la recherche sur ces matériaux à un nouveau niveau. Les nanocristaux organiques non seulement plient sous l'effet de la lumière, mais soulèvent également des objets plus lourds qu'eux-mêmes. Beaucoup plus lourd. Comme Hayward lui-même l'a expliqué, ils "éliminaient l'intermédiaire" et transformaient directement l'énergie lumineuse en déformation mécanique.
Comme pour toute quête de ce type, bien sûr, il y avait des défis à surmonter. L'un des principaux défis des matériaux photochimiques a été de générer une réponse mécanique à grande échelle à partir de mouvements au niveau moléculaire. Cela nécessite que les molécules réactives soient organisées de sorte qu'elles poussent toutes dans la même direction.
La solution? L'utilisation de nanocristaux organiques de diaryléthène en tant que composant photoactif, inséré dans un matériau polymère avec des pores de dimensions micrométriques.
Le potentiel d'application
Bien qu'il reste encore du travail à faire, comme l'a souligné Hayward, cette recherche représente une étape importante vers un avenir dans lequel la lumière pourrait devenir une source d'énergie mécanique encore plus puissante. Le moins qu'on puisse dire : imaginez des robots, des véhicules ou des drones alimentés par des faisceaux laser au lieu de batteries lourdes. Et pas seulement:
- La médecine et la santé: Les actionneurs photomécaniques pourraient être utilisés dans des dispositifs médicaux miniaturisés, tels que des microrobots qui, une fois introduits dans le corps, peuvent être guidés et activés par la lumière pour effectuer une chirurgie de précision ou pour administrer des médicaments directement sur le site d'intérêt.
- Energie et Environnement : Ces nanocristaux pourraient être intégrés dans des panneaux solaires de nouvelle génération, convertissant directement la lumière du soleil en mouvement mécanique, qui pourrait ensuite être converti en énergie électrique. Cela pourrait rendre les panneaux solaires plus efficaces et polyvalents.
- Électronique de consommation: Les appareils électroniques flexibles et pliables, tels que les smartphones ou les tablettes, pourraient utiliser ces nanocristaux pour modifier leur forme ou leur position en réponse à la lumière. Par exemple, un écran qui se plie ou s'adapte automatiquement aux conditions d'éclairage environnantes.
En résumé, il semble que la route vers un avenir alimenté par la lumière soit encore plus éclairée.
