Un accélérateur d'ions compact grâce au graphène... et 4 autres avancées de la recherche

Chaque semaine retrouvez cinq résultats de recherches publiés dans les meilleures revues scientifiques. Au programme de cette newsletter : accélérateur d'ions, recyclage des batteries, robotique collaborative, puce anti-piratage et nouvelles cellules pérovskites. Bonne lecture !

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Fil d'intelligence technologique
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Un accélérateur d’ions plus compact grâce au graphène

Une équipe de recherche de l’Université d’Osaka, au Japon, a mis au point une nouvelle méthode pour accélérer des ions grâce à un laser à haute énergie. Si des cibles minces sont nécessaires pour atteindre des énergies ioniques élevées, elles sont difficiles à utiliser car le bruit des lasers à haute intensité les détruisent avant le pic principal de l’impulsion. L’utilisation de miroirs à plasma est une méthode pour éliminer le bruit des lasers mais leur utilisation complexifie le dispositif. Les chercheurs ont mis au point l’un des matériaux les plus fins au monde, un graphène suspendu (Large-area suspended graphene LSG), comme cible d’accélération des ions laser. Les irradiations directes des cibles LSG génèrent des protons et des carbones avec une énergie de l’ordre du mégaélectronvolt (MeV), sans miroirs à plasma.

Kuramitsu, Y., et al. Robustness of large-area suspended graphene under interaction with intense laser, Scientific Reports, 16/02/2022

Combiner un prétraitement par pyrolyse à l’hydrométallurgie pour recycler les batteries Lithium-ion

Dans le domaine des recyclages des batteries, l’hydrométallurgie est aujourd’hui la seule technologie mature capable de récupérer l’ensemble des métaux précieux (y compris le Lithium). Mais avant la phase hydrométallurgique en tant que telle, un prétraitement thermique est requis pour éliminer les composants organiques et le carbone. Entre l’incinération (en présence d’oxygène) ou la pyrolyse (en l’absence d’oxygène), quel est le prétraitement thermique le plus optimal ? Une équipe de recherche de l’université de Gothenburg, en Suède, s'est penchée sur la question. D’après leur étude publiée dans la revue Waste Management, une pyrolyse à 700°C pendant 30 minutes constitue la meilleure option. Dans de telles conditions, il suffira ensuite de 2 minutes pour récupérer le Lithium, 5 minutes pour le Manganèse et 10 minutes pour le Cobalt et le Nickel lors de l’étape de lixiviation par acide sulfurique.

Petranikova M. et al., Recovery of critical metals from EV batteries via thermal treatment and leaching with sulphuric acid at ambient temperature, Waste Management, Volume 140, 01/03/2022

Des robots « expressifs » pour améliorer la collaboration avec les humains

Pour permettre aux opérateurs humains de mieux évaluer l’espace de travail d’un robot des chercheurs du centre de Vision, Cognition, Learning and Autonomy (VCLA) de l’Université de Californie (UCLA) ont mis au point un algorithme qui optimise simultanément le coût physique et l’expressivité du mouvement. Une série de mouvements de démonstrations permet ainsi de calibrer les capacités du robot et l’humain peut ainsi mieux percevoir l’espace de travail accessible par l’équipement. Le système permet de modéliser, après chaque trajectoire, la manière dont l’opérateur humain perçoit l’espace atteignable par le robot. Ce système permet d’obtenir une calibration décente de la zone de travail après seulement un petit nombre de mouvements. Ces travaux ouvrent la voie à une collaboration accrue entre l’homme et la machine, en s’affranchissant d’étapes de programmation par l’opérateur.

X. Gao, et al. , Show Me What You Can Do: Capability Calibration on Reachable Workspace for Human-Robot Collaboration, IEEERobotics and Automation Letters, web 25/01/2022

Une puce qui dissimule son activité aux hackers

À l’image des coffres forts iconiques, cambriolés à l’aide d’un stéthoscope qui permet au voleur d’entendre le « clic » significatif, les appareils électroniques diffusent « involontairement » de nombreuses informations qui peuvent être utilisées par un attaquant. C’est pour contrer l’exploitation de ces signaux – vibrations, consommation électrique, bruit, temps d’exécution, etc – qu’une équipe du MIT a construit une puce capable de calculer au hasard. En divisant les données à traiter, et en rendant leur traitement aléatoire, les signaux émis par la puce deviennent inutilisables. Ce procédé a cependant un coût énergétique important, jusqu’à cinq fois plus qu’un circuit intégré classique.

Maji, S., et al A Threshold Implementation-Based Neural Network Accelerator Securing Model Parameters and Inputs Against Power Side-Channel Attacks, IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC), à paraître

Une cellule pérovskite résistante à l’humidité

Nouvelle étape franchit dans la caractérisation de cellules photovoltaïque à pérovskite (PSC). Alternative plus verte au silicium, la pérovskite à couches minces est envisagée depuis quelques années dans l’élaboration de cellules solaires, mais doit encore faire l’objet de nombreux tests pour prouver sa stabilité. Des chercheurs de l’Université des sciences et technologies du roi Abdallah (Arabie saoudite) ont mis au point des PSC qui réussissent le test de vieillissement accéléré par chaleur humide – 1000 heures à 85°C avec un taux d’humidité de 85 %. L’ajout de couche de passivation en deux dimensions permet en effet de bloquer l’humidité, tout en améliorant la durée de vie de la cellule.

Randi Azmi et al, Damp-heat stable perovskite solar cells via 2D/3D heterojunctions with tailored dimensionality, Science, 17/02/2022

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