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17 Jan, 2024

Des films de nanotiges d’or dégagent les surfaces de glace – il suffit d’ajouter la lumière du soleil

Des films de nanotiges d’or dégagent les surfaces de glace – il suffit d’ajouter la lumière du soleil

Des scientifiques coréens ont mis au point un nouveau revêtement de dégivrage composé d’anneaux de nanotiges d’or.

Prévenir ou éliminer l’accumulation de glace sur les surfaces est un problème hivernal majeur, comme le connaissent actuellement certaines régions du sud des États-Unis. Des scientifiques de l’Institut supérieur coréen des sciences et technologies (KAIST) ont mis au point un nouveau revêtement en couche mince composé de nanotiges d’or qui peut faire fondre la glace de manière passive en utilisant uniquement la lumière du soleil.

Dans les régions où les hivers sont froids, la glace peut s’accumuler sur les surfaces et causer toutes sortes de dégâts. La recherche de moyens permettant de débarrasser de la glace les voitures, les avions, les routes, les pistes d’atterrissage, les fenêtres, les panneaux solaires, les lignes électriques et d’autres infrastructures est un domaine majeur de la recherche en ingénierie. Mais les sels sont dangereux pour l’environnement et l’incorporation d’électrodes qui chauffent les surfaces nécessite de l’énergie.

Une surface capable d’éliminer passivement la glace pourrait être plus efficace et plus simple dans les applications réelles. C’est exactement ce que devrait faire le nouveau revêtement de l’équipe du KAIST, qui capte la lumière du soleil pour se chauffer et éliminer la glace.

Le film est composé de nanocristaux de cellulose (CNC) comme base, qui peuvent être facilement extraits de sources naturelles, explique l’équipe. L’ingrédient actif est cependant constitué de nanotiges dorés, qui absorbent la lumière du soleil et s’échauffent. Grâce à une technique de fabrication spécialisée, les chercheurs ont créé des films dans lesquels les nanotiges dorés s’organisent en anneaux, améliorant ainsi leurs capacités de dégivrage.

Figures de l’article décrivant le nouveau matériau de dégivrage

L’équipe a testé le matériau en laboratoire en plaçant une plaque de contrôle de la température sur la partie inférieure et une couche imperméable sur la partie supérieure du film, et l’a mis à l’épreuve dans des scénarios d’antigivrage (prévention de la formation de givre) et de dégivrage (élimination de la glace déjà formée). Dans les deux cas, après seulement 10 minutes d’exposition à la lumière, la surface était largement débarrassée de la glace.

Il semble qu’au moins une partie de la surface des nanotiges d’or doive être exposée à la lumière du soleil pour qu’elle se réchauffe. L’utilisation de l’or, alors que d’autres systèmes similaires utilisent le cuivre, soulève également des questions de coût et d’évolutivité. Cela dit, il reste encore du travail d’optimisation à faire, selon l’équipe, et la technique de fabrication semble être le principal point de différence.

« Cette technique peut être appliquée au plastique ainsi qu’aux surfaces flexibles », explique le professeur Hyoungsoo Kim, auteur correspondant de l’étude. « En l’utilisant sur des matériaux et des films extérieurs, elle peut générer sa propre énergie thermique, ce qui permettrait d’économiser de l’énergie grâce à la collecte volontaire d’énergie thermique dans diverses applications, notamment les voitures, les avions et les fenêtres dans les espaces résidentiels ou commerciaux, où le givre devient un problème sérieux en hiver. »

https://www.nature.com/articles/s41467-023-43511-9

https://news.kaist.ac.kr/newsen/html/news/?mode=V&mng_no=34350