Romain
Des scientifiques ont créé la peinture la plus légère au monde : elle est respectueuse de l’environnement et favorise les économies d’énergie et la réduction des émissions de CO2. Un petit pot suffit pour couvrir toute une maison ou un avion de ligne. Voici comment cela a été fait.
Les scientifiques ont créé en laboratoire la peinture la plus légère au monde, avec le potentiel de révolutionner des industries entières et de lutter contre le réchauffement climatique. Les raisons sont nombreuses : allant des petites quantités nécessaires pour peindre de gros objets, comme une maison ou un avion de ligne, à la durée de vie potentielle de plusieurs siècles, en via la capacité à repousser la chaleur jusqu’au caractère durable de ses composés. La peinture plasmonique, c’est son nom, promet donc d’énormes économies d’énergie par rapport aux peintures traditionnelles et une aide précieuse dans la lutte contre le changement climatique. Pour le moment, cependant, il ne s’agit que d’un produit expérimental, mais il existe des espoirs concrets qu’il pourrait convenir à une échelle commerciale.
La peinture plasmonique (ou structurelle) a été développée par une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques américains du NanoScience Technology Center de l’Université de Floride centrale, qui ont collaboré étroitement avec des collègues de l’Institut national d’astrophysique, d’optique et d’électronique (INAOE) du Mexique. . Les chercheurs, coordonnés par le professeur Debashis Chanda, professeur au département de physique de l’Université d’Orlando, ont mis au point la nouvelle peinture inspirée des couleurs vibrantes et métalliques sur les ailes des papillons. Pour le créer, ils n’ont pas utilisé les pigments présents dans les peintures traditionnelles, dont la capacité d’absorption de la lumière est liée aux propriétés électroniques des matériaux utilisés, mais plutôt des nanoparticules qui donnent vie à la couleur structurelle. Pour faire simple, cette couleur provient de la manière dont la lumière « est réfléchie, diffusée ou absorbée » par les nanostructures à sa base, comme l’expliquent les auteurs de l’étude dans un communiqué.
« La gamme de couleurs et de nuances dans le monde naturel est stupéfiante – des fleurs colorées, des oiseaux et des papillons aux créatures sous-marines comme les poissons et les céphalopodes. La couleur structurelle sert de mécanisme primaire de génération de couleur dans plusieurs espèces extrêmement vives, où l’arrangement géométrique de deux matériaux généralement incolores produit toutes les couleurs. Au lieu de cela, avec les pigments artificiels, de nouvelles molécules sont nécessaires pour chaque couleur présente », a déclaré le professeur Chanda. Pour générer la peinture plasmonique, les scientifiques se sont appuyés sur les nanoparticules de deux matériaux incolores, l’aluminium et l’oxyde d’aluminium, capables de créer des couleurs intenses, vives et brillantes avec de très fines couches nanométriques. Les différentes couleurs sont obtenues par un processus d’évaporation contrôlée par faisceau d’électrons, en modifiant la pression et la température des deux matériaux. La densité surfacique de la couche de couleur obtenue n’est que de 0,4 gramme par mètre carré, la peinture est donc très légère. Pour donner un exemple pratique, le professeur Chanda a déclaré qu’une boîte de 1,4 kilogramme de peinture plasmonique est suffisante pour peindre un avion de ligne géant Boeing 747, contre plus de 450 kilogrammes de peinture traditionnelle.
Parmi les grands avantages de la peinture structurelle, il y a sa durabilité. En effet, si la peinture traditionnelle s’estompe avec le temps du fait de la perte de capacité des pigments à absorber les photons, la peinture plasmonique – liée à un liant commercial – ne repose que sur un principe physique. En tant que tel, il peut potentiellement durer des siècles, selon les auteurs de l’étude. De plus, grâce à la capacité de réflexion extrême, qui implique tout le spectre infrarouge, les surfaces sous la couche de peinture restent quelques degrés plus froides que celles peintes de manière traditionnelle, permettant par exemple d’économiser considérablement avec la climatisation.
« Plus de 10% de l’électricité totale aux États-Unis est utilisée pour l’utilisation de climatiseurs. La différence de température promise par la peinture plasmonique entraînerait d’importantes économies d’énergie. Utiliser moins d’électricité pour le refroidissement réduirait également les émissions de dioxyde de carbone, diminuant ainsi le réchauffement climatique », a déclaré le professeur Chanda. De plus, cette peinture est à base d’oxydes simples et de métaux, des composés naturels nettement plus durables que les pigments traditionnels, généralement toxiques pour l’environnement, avec une tendance à la décoloration et à l’instabilité due aux agents atmosphériques.
Le processus de production de peinture plasmonique peut potentiellement être réalisé à faible coût et à grande échelle, de sorte que les scientifiques pensent qu’il peut en fait passer d’expérimental et académique à commercial, avec d’énormes avantages pour l’environnement également. Cependant, il faut concevoir une infrastructure capable de concurrencer les grandes industries qui produisent en continu des centaines de litres de peintures traditionnelles. Les détails de la recherche « Ultralight plasmonic structural color paint » ont été publiés dans la revue Science.
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