Cette métasurface peut contrôler une source de lumière incohérente
Des chercheurs des laboratoires Sandia ont réussi à créer une métasurface reconfigurable capable de focaliser une source de lumière incohérente, telle une simple LED. La métasurface en question est faite d’arséniure de gallium (GaAs), un semi-conducteur III-V, et dispose de boîtes quantiques en arséniure d’indium (InAs) positionnées sur un miroir de Bragg. Un pompage optique à 800 nanomètres, réalisé à partir d’un modulateur spatial de lumière, permet de rediriger la lumière réfléchie par les boîtes quantiques sur un champ de 70°, à une vitesse inférieure à la picoseconde. Un tel dispositif, à l’avenir, pourrait se montrer économiquement plus avantageux que les lasers pour équiper les systèmes télémétriques (lidars) ou holographiques.
Prasad P. Iyer et al., Sub-picosecond steering of ultrafast incoherent emission from semiconductor metasurfaces, Nature Photonics (2023). nature.com/articles/s41566-023-01172-6
Synthèse plus aisée d’un conducteur organique pour écran tactile
Les écrans tactiles transmettent les commandes du doigt par l'intermédiaire d'un film électriquement conducteur en oxyde d'indium et d'étain (ITO). Ces films sont coûteux à fabriquer, rigides et peuvent être nocifs. Une alternative très prometteuse à l’ITO est le PBDF, un conducteur organique dopé n transparent pouvant être imprimé sur des surfaces, plié et tordu sans être endommagé. Mais il reste coûteux et difficile à synthétiser à grande échelle. Des chercheurs ont mis au point une nouvelle voie de synthèse du PBDF via une cascade de réactions utilisant un catalyseur à base de cuivre et se déroulant à l’air, qui permet d'obtenir du PBDF sous forme de solution. Le fin film obtenu par pulvérisation de cette solution sur une surface laisse passer 80 % de la lumière (taux similaire à celui du film en ITO) et reste stable après 20 jours d'exposition à des changements de température de -20°C à 65°C.
Zhifan Ke et al, Highly Conductive and Solution-Processable n-Doped Transparent Organic Conductor, Journal of the American Chemical Society, 2023, doi.org/10.1021/jacs.2c13051
Un béton biocomposite ultrarésistant pour Mars
Du régolithe, de la fécule de pomme de terre et du chlorure de magnésium. C’est tout ce qu’il faut pour fabriquer le béton StarCrete, développé par des chercheurs en vue de futures constructions sur Mars et la Lune. C’est ici l’amidon de pomme de terre qui a le rôle crucial d’agent liant, et seulement 25 kg de pommes de terre déshydratées suffisent pour produire 500 kg de StarCrete. Le chlorure de magnésium, quant à lui, présent sur le sol martien, améliore considérablement la résistance du béton. Une recette simple pour un béton plus résistant que le conventionnel. Réalisé avec du régolithe martien simulé, StarCrete a démontré une résistance à la compression de 72 mégapascals (MPa), bien plus que les 32 MPa du béton standard. StarCrete peut être fabriqué dans un four ou un micro-ondes ordinaire à des températures de cuisson domestique. Les chercheurs ont lancé la start-up DeakinBio afin d’optimiser la recette et de l’adapter pour une utilisation sur Terre.
Aled D. Roberts et al, StarCrete : A starch-based biocomposite for off-world construction, Open Engineering, 2023, doi.org/10.1515/eng-2022-0390
Séparer le polyester du coton dans les déchets textiles par voie enzymatique
Séparer et recycler les fibres polyester en mélange avec des fibres de coton dans des déchets textiles à l'aide d'enzymes, c’est ce qu’ont réussi des chercheurs. À terme, ils espèrent ainsi pouvoir recycler plus efficacement les matériaux constitutifs du tissu et réduire les volumes de déchets textiles générés. Le procédé élaboré repose sur un prétraitement chimique (acide et alcalin) et une agitation mécanique permettant d’éliminer les colorants et les produits de finition. Il est suivi d’une hydrolyse par la cellulase, une enzyme capable de dégrader le coton. Les fibres de polyester ont ainsi pu être isolées et recyclées. Les boues issues de la dégradation du coton pourraient être utilisées comme additif dans le papier ou intégrées aux matériaux composites. Le sirop de glucose produit est potentiellement utilisable pour la production de biocarburants.
Jeannie Egan et al, Enzymatic textile fiber separation for sustainable waste processing, Resources, Environment and Sustainability (2023). doi.org/10.1016/j.resenv.2023.100118
Un nouveau catalyseur photoredox pour transformer le dioxyde de carbone en éthanol
Des chercheurs ont mis au point un nouveau catalyseur à base de graphène et de carbure de silicium permettant de réaliser la transformation sélective du dioxyde de carbone en éthanol sous l’effet de la lumière visible. Sous irradiation solaire simulée la couche interfaciale du catalyseur facilite le transfert des électrons photogénérés du substrat de carbure de silicium vers les sites actifs du graphène. Cette photoélectroréduction permet d’activer les liaisons entre le carbone et l’oxygène et de créer des liaisons carbone carbone pour la production d’éthanol avec une sélectivité supérieure à 99%.
Guanghui Feng et al, Highly Selective Photoelectroreduction of Carbon Dioxide to Ethanol over Graphene/Silicon Carbide Composites, Angewandte Chemie International Edition (2023). doi.org/10.1002/anie.202218664
