Voler comme une graine de pissenlit sur commande optique
Des chercheurs ont mis au point un robot à assemblage de polymères capable de voler en s’inspirant des spécificités de la graine de pissenlit. Celle-ci est maintenue en suspension dans l’air par la formation d’un vortex stable au-dessus de son faisceau de poils. L’élaboration d’une structure poreuse à base de matière molle bio-inspirée reproduit sa forme et ce phénomène de vortex. La graine artificielle est équipée d'un actionneur photomécanique constitué d'une bande de flexion en élastomère à cristaux liquides qui assure l'ouverture et la fermeture d’un faisceau de poils par commande lumineuse. Ce changement de forme permet de piloter sa vitesse. Des essais de décollage et d'atterrissage assistés par le vent et contrôlés optiquement ont été réalisés avec succès, laissant envisager de nouvelles approches sur les vols passifs de dispositifs miniatures contrôlés sans fil.
J.Yang et al, Dandelion-Inspired, Wind-Dispersed Polymer-Assembly Controlled by Light, Advanced Science, 2022, doi.org/10.1002/advs.202206752
Electrolyser l'eau de mer pour produire de l'hydrogène vert
Des chercheurs ont réussi à fractionner de l'eau de mer sans prétraitement pour produire de l'hydrogène vert par électrolyse, pour des performances similaires à celles des électrolyseurs d'eau pure matures existants à base de métal. Son fonctionnement se base sur l’intégration d’un catalyseur bon marché composé d’une couche d’acide de Lewis (par exemple l'oxyde de chrome) placé sur la surface d’un oxyde de métal (par exemple l’oxyde de cobalt) dans un électrolyseur commercial. L’utilisation directe d’eau de mer naturelle permet d’éviter tout prétraitement de dessalement, déionisation, purification ou alcalinisation. C’est un réel atout par rapport aux électrolyseurs conventionnels qui nécessitent une eau hautement purifiée. Des défis restent cependant à relever concernant la présence non voulue de corrosion et de réactions des électrodes.
Jiaxin Guo et al, Direct seawater electrolysis by adjusting the local reaction environment of a catalyst, Nature Energy, 2023, doi.org/10.1038/s41560-023-01195-x
Des nanofeuilles de MgB2 pour un meilleur stockage de l'hydrogène
La trop faible densité énergétique volumétrique de l’hydrogène motive le développement de méthodes de stockage alternatives, basées sur des matériaux à plus haute densité. Les nanostructures de borure métallique se sont révélées très prometteuses pour les applications de stockage d'hydrogène. Des scientifiques ont créé par exfoliation mécanique dans de la zircone des nanofeuilles de diborure de magnésium (MgB2) ultraminces de 3 à 4 nm. L'hydrogénation de ces multicouches à 70 MPa et 330°C suivie d'une déshydrogénation à 390°C ont révélé une capacité d'hydrogénation d’environ 50 fois supérieure à celle du matériau en vrac (ce qui correspond à une multiplication par 50 du rapport surface/volume) et donc une meilleure capacité de stockage du gaz léger.
Harini Gunda et al, Hydrogen Storage in Partially Exfoliated Magnesium Diboride Multilayers, Small, 2022, doi.org/10.1002/smll.202205487
Vers de grands robots aquatiques bougeant comme des poissons dans l’eau
Des robots aquatiques, de grande taille, modulaires, performants et légers : voici la promesse de ces chercheurs du MIT. L’innovation réside dans l’assemblage à grande échelle de voxels, en l’occurrence de petites structures cubo-octaédriques, essentiellement creuses, aux faces rigides ou déformables, et dotées de propriétés mécaniques anisotropes. Vingt voxels combinés à quatre actionneurs suffisent à réaliser une anguille de mer artificielle longue de 1,5 mètre qui, recouverte d’une peau en néoprène, nage comme une vraie. En outre, ce système ne compte qu’une soixantaine de pièces et se révèle beaucoup moins complexe que l’état de l’art. Autre réalisation spectaculaire : un hydrofoil déformable composé de 36 voxels, qui améliore sensiblement le coefficient de portance.
Alfonso Parra Rubio et al., Modular morphing lattices for large-scale underwater continuum robotic structures, Soft Robotics (2023). doi.org/10.1089/soro.2022.0117
Un catalyseur photochimique pour convertir le CO2 en méthanol vert
Dans les travaux de recherche qui explorent la valorisation chimique du CO2, sa transformation en méthanol occupe les laboratoires. Alors que cet alcool provient encore essentiellement des énergies fossiles, la production de méthanol “vert” pour des applications comme carburant dans les piles à combustible est intéressante, en plus de son utilisation dans de nombreux secteurs industriels. Un nouveau photocatalyseur (CaCu3Ti4O12) a ainsi été mis au point par les chercheurs. Il permet l’hydrogénation du CO2 à pression atmosphérique avec une efficacité qui rivalise avec celle du catalyseur industriel Cu/ZnO/Al2O3 fonctionnant par voie thermochimique.
Jiang. Z. et al. A living photocatalyst derived from CaCu3Ti4O12 for CO2 hydrogenation to methanol at atmospheric pressure. Chem. Catal. , 2023. doi.org/10.1016/j.checat.2023.100507
