Les "nano-encres" pourraient contrôler passivement la température dans les bâtiments et les voitures

Mise au point des premières encres à changement de phase qui pourraient transformer notre façon de chauffer et de refroidir

28.03.2023 - Australie

Des "encres à changement de phase" inédites au monde, qui pourraient transformer la manière dont nous chauffons et refroidissons les bâtiments, les maisons et les voitures - pour parvenir à un contrôle sophistiqué du "climat passif" - ont été mises au point, avec un potentiel énorme pour aider à réduire la consommation d'énergie et les émissions de gaz à effet de serre au niveau mondial.

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Dr Mohammad Taha, University of Melbourne

Les nouvelles encres utilisent la nanotechnologie pour contrôler la température dans les environnements quotidiens.

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Dr Mohammad Taha, University of Melbourne

De nouvelles recherches publiées dans le Journal of Materials Chemistry de la Royal Society of Chemistry, sous la direction du Dr Mohammad Taha, documentent la preuve de concept des "encres à changement de phase" qui utilisent la nanotechnologie pour contrôler la température dans les environnements de tous les jours. Elles y parviennent en ajustant la quantité de rayonnement qui peut les traverser, en fonction du milieu environnant.

Le Dr Taha a déclaré que ces encres pourraient être utilisées pour développer des revêtements permettant un chauffage et un refroidissement passifs, réduisant ainsi notre besoin de compter sur la création d'énergie pour réguler les températures.

"L'homme utilise beaucoup d'énergie pour créer et maintenir des environnements confortables - chauffer et refroidir nos bâtiments, nos maisons, nos voitures et même notre corps", a déclaré le Dr Taha.

"Nous ne pouvons plus nous contenter de nous concentrer sur la production d'énergie à partir de ressources renouvelables pour réduire notre impact sur l'environnement. Nous devons également envisager de réduire notre consommation d'énergie dans le cadre des solutions énergétiques proposées, car les effets du changement climatique deviennent une réalité.

"En concevant nos encres de manière à ce qu'elles réagissent à leur environnement, nous réduisons non seulement la dépense énergétique, mais nous supprimons également la nécessité d'utiliser des systèmes de contrôle auxiliaires pour réguler les températures, ce qui constitue un gaspillage d'énergie supplémentaire.

Le contrôle passif du climat permettrait d'assurer des conditions de vie confortables sans dépenser inutilement de l'énergie. Par exemple, pour assurer un chauffage confortable en hiver, les encres appliquées sur la façade d'un bâtiment pourraient se transformer automatiquement pour laisser passer une plus grande quantité de rayonnement solaire pendant la journée et une plus grande isolation pour conserver la chaleur pendant la nuit. En été, elles pourraient se transformer pour former une barrière qui bloquerait le rayonnement thermique du soleil et de l'environnement.

Les "encres à changement de phase" polyvalentes sont une preuve de concept qui peut être laminée, pulvérisée ou ajoutée aux peintures et aux matériaux de construction. Elles pourraient également être incorporées dans des vêtements, pour réguler la température corporelle dans des environnements extrêmes, ou dans la création de dispositifs électroniques souples et portables à grande échelle, tels que des circuits pliables, des caméras et des détecteurs, ainsi que des capteurs de gaz et de température.

Le Dr Taha a déclaré : "Notre recherche lève les restrictions antérieures à l'application de ces encres à grande échelle et à bon marché. Cela signifie que les structures et les matériaux de construction existants peuvent être adaptés. Si l'industrie s'y intéresse, les encres pourraient être commercialisées d'ici cinq à dix ans.

"Grâce à la collaboration avec l'industrie, nous pourrons les mettre à l'échelle et les intégrer dans les technologies existantes et nouvelles dans le cadre d'une approche globale visant à relever les défis énergétiques liés au changement climatique dans le monde.

"Le potentiel de ce matériau est énorme, car il peut être utilisé à des fins très diverses, par exemple pour empêcher l'accumulation de chaleur dans les appareils électroniques des ordinateurs portables ou sur les pare-brise des voitures. Mais la beauté de ce matériau réside dans le fait que nous pouvons ajuster ses propriétés d'absorption de la chaleur en fonction de nos besoins.

"Un autre type de matériau à changement de phase est déjà utilisé pour fabriquer du verre intelligent, mais notre nouveau matériau nous permet de concevoir des briques et des peintures plus intelligentes. Cette nouvelle nanotechnologie peut aider à rénover les bâtiments existants pour les rendre plus efficaces. C'est meilleur pour l'environnement et durable pour l'avenir".

La percée a été réalisée en découvrant comment modifier l'un des principaux composants des "matériaux à changement de phase", l'oxyde de vanadium (VO2). Les matériaux à changement de phase utilisent des déclencheurs, tels que la chaleur ou l'électricité, pour créer suffisamment d'énergie pour que le matériau se transforme sous l'effet d'une contrainte. Cependant, les matériaux à changement de phase devaient auparavant être portés à des températures très élevées pour que leurs propriétés de changement de phase soient activées.

"Nous avons utilisé notre compréhension de l'assemblage de ces matériaux pour tester comment nous pouvions déclencher la réaction de l'isolant au métal (IMT), où le matériau agit essentiellement comme un interrupteur pour bloquer la chaleur au-delà d'une température particulière - proche de la température ambiante (30-40oC)", a déclaré le Dr Taha.

Le Dr Taha a indiqué que la prochaine étape consistera à faire passer la recherche, brevetée par l'université de Melbourne, au stade de la production.

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.

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