Le spin-off "AERO MATERIALS" démarre avec un nanomatériau
Une start-up de l'université de Kiel lance sur le marché un matériau composé presque entièrement d'air et pouvant être commandé électriquement
Avec un matériau composé à plus de 99,9 pour cent d'air, la nouvelle start-up "AERO MATERIALS" veut optimiser les mouvements techniques et les systèmes de pression d'air. Ce matériau extrêmement léger a été développé pendant plus d'une décennie à l'université Christian-Albrecht de Kiel (CAU) dans le groupe de travail du professeur Rainer Adelung. Aujourd'hui, l'équipe lance la nanostructure du laboratoire sur le marché. Depuis septembre 2025, AERO MATERIALS GmbH est active en tant qu'entreprise indépendante.
Image électronique à balayage : structure initiale du matériau - de minuscules tétrapodes d'oxyde de zinc recouverts d'une couche de graphène de l'ordre du nanomètre.
© Funktionale Nanomaterialien, Dr. Florian Rasch
"Nos aéro-matériaux sont si légers qu'on les sent à peine dans la main", explique Rainer Adelung, professeur de sciences des matériaux à la CAU. "En même temps, ils sont si fonctionnels qu'ils peuvent remplacer des systèmes entiers. Pour de nombreuses applications, c'est un véritable gamechanger".
Ce nouveau matériau ouvre quatre domaines d'application centraux : Les actionneurs, dans lesquels les mouvements peuvent être déclenchés rapidement, précisément et avec une grande efficacité énergétique ; la filtration, dans laquelle les structures conductrices à pores ouverts ouvrent la voie à des filtres autonettoyants ; l'optique, dans laquelle le matériau dirige et diffuse la lumière de manière ciblée et permet ainsi des solutions d'éclairage particulièrement économes en énergie ; ainsi que le blindage électromagnétique de l'électronique sensible - par exemple dans les drones ou autres appareils mobiles, où chaque gramme compte.
Une structure presque exclusivement composée d'air
Les aéro-matériaux sont basés sur des structures tétrapodes d'oxyde de zinc (t-ZnO) - de minuscules particules qui ressemblent à des étoiles à quatre branches. Les chercheurs façonnent cette structure de base en un échafaudage tridimensionnel et l'imprègnent d'un mélange d'eau et de graphène - qui est une couche unique d'atomes de carbone - ou de silicate, le matériau de base du verre. Ils éliminent ensuite l'oxyde de zinc par voie chimique. Il ne reste que des tubes creux aux parois ultrafines de l'ordre du nanomètre. Ils forment un réseau ouvert de plaques de graphène pur ou de structures de verre d'une densité extrêmement faible, ce qui le rend presque entièrement constitué d'air. La porosité ouverte est conservée, ce qui permet à l'air et aux liquides de continuer à circuler librement.
Déclencher des mouvements de manière rapide, précise et énergétiquement efficace
L'équipe veut conquérir son premier marché dans le domaine des actionneurs - par exemple pour les composants qui transforment les signaux électriques en mouvements. Le nouveau nanomatériau devrait être utilisé en particulier dans la micropneumatique, où de minuscules flux d'air sont utilisés pour déplacer avec précision des composants de machines : Le graphène est extrêmement léger, conducteur et stable. Lorsque le courant traverse la structure, celle-ci s'échauffe en quelques millisecondes. L'air emprisonné se dilate et libère une force mécanique - par exemple pour la découpe, le déplacement ou la commutation dans des systèmes automatisés. Un matériau ne pesant que quelques milligrammes peut soulever jusqu'à 2 kilogrammes.
Contrairement aux systèmes pneumatiques traditionnels, cette technologie ne nécessite pas de compresseur externe. Le mouvement est créé directement avec le matériau, sans tuyaux, vannes ou infrastructure complexe. "Cela réduit les frais de maintenance et permet des constructions particulièrement compactes et flexibles - par exemple pour des applications robotiques", explique Caprice Mohr, directrice technique et étudiante en master dans le groupe de Rainer Adelung. Pour les développeurs, il s'agit d'une alternative énergétiquement efficace et durable aux solutions classiques.
Les premiers tests ont été concluants
En coopération avec des partenaires industriels, l'équipe a également testé l'utilisation du matériau dans d'autres domaines, par exemple comme membrane de haut-parleur. Dans ce cas, la structure est commandée électriquement et se met à vibrer - de la même manière que les membranes traditionnelles, mais avec une masse nettement moins importante. Elle peut ainsi couvrir toute la gamme de fréquences audibles tout en réagissant de manière particulièrement rapide et précise.
La matière présente également des avantages dans le domaine de la filtration : les particules de poussière et de saleté qui se déposent dans la structure conductrice peuvent être facilement brûlées. Un prototype de filtre autonettoyant a déjà été testé avec succès dans un avion.
Émanation du groupe de recherche "Nanomatériaux fonctionnels
Entre 2015 et 2025, plusieurs brevets ont été délivrés et sont détenus par la CAU. Dotée d'un capital pour les premières années, l'équipe se concentre maintenant sur les premiers clients pilotes et sur le chemin vers la production en série. L'essaimage a été accompagné par le département de transfert de technologie, qui a notamment apporté son soutien en matière de droits de propriété intellectuelle.
Derrière AERO MATERIALS se trouvent Caprice Mohr, actuellement étudiante en master à la CAU et directrice technique de la startup, ainsi que Niklas Dreiskämper, directeur commercial. Des collègues du groupe de recherche de Rainer Adelung font également partie de l'équipe technique. La création de l'entreprise a été rendue possible grâce à l'engagement d'un groupe d'investisseurs, dont font notamment partie Kai Kruse et le Dr Jörg Haupt. La startup est située à proximité directe de la faculté de technologie et utilise l'infrastructure de recherche de l'université. Rainer Adelung accompagne l'entreprise au sein du comité consultatif.
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 Allemand peut être trouvé ici.
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