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Objets aérogel 3D miniatures stables

26.08.2020

Des chercheurs des Laboratoires fédéraux suisses pour la science et la technologie des matériaux (Empa) ont créé des microstructures stables et bien formées à partir d'aérogel de silice à l'aide d'une imprimante 3D. Les structures imprimées peuvent avoir jusqu'à des dixièmes de millimètre d'épaisseur. Le nouvel aérogel de silice a de meilleures propriétés mécaniques et peut même être percé et fraisé. Cela ouvre de toutes nouvelles possibilités pour le post-traitement des moules d'aérogel imprimés en 3D.

Les aérogels à base de silice sont des mousses légères et poreuses qui offrent une excellente isolation thermique. Ce matériau est très fragile et, par conséquent, les gros objets en aérogel sont généralement renforcés avec des fibres organiques ou bipolymères. Transformer de petits objets à partir de gros n'est pas une tâche facile. Et imprimer immédiatement un objet miniature est encore plus difficile.

La nouvelle méthode développée par les scientifiques de l'Empa permet d'obtenir des objets petits et stables à partir d'aérogel. En utilisant le procédé, il est possible d'affiner les propriétés d'écoulement et de solidification de l'encre de silicium, à partir de laquelle l'aérogel est ensuite obtenu, de sorte qu'il est possible d'imprimer à la fois des structures autoportantes et des membranes minces. Comme exemple de telles structures, les chercheurs ont imprimé les feuilles et les inflorescences d'une fleur de lotus. L'objet testé flotte à la surface de l'eau en raison des propriétés hydrophobes et de la faible densité de l'aérogel de silice - tout comme son modèle naturel. La nouvelle technologie permet également pour la première fois d'imprimer des microstructures XNUMXD complexes à partir de plusieurs matériaux.

À l'aide d'une membrane d'aérogel imprimée, les chercheurs ont construit une pompe à gaz "thermomoléculaire" qui fonctionne sans aucune pièce mobile ("pompe Knudsen"). Le principe de fonctionnement repose sur le transfert limité de gaz dans un réseau de pores nanométriques ou de canaux unidimensionnels dont les parois sont chaudes à une extrémité et froides à l'autre. L'équipe a construit une telle pompe d'aérogel recouverte d'un côté de nanoparticules d'oxyde de manganèse noir. Lorsqu'une source lumineuse est dirigée vers elle, la pompe chauffe du côté obscur et commence à pomper des gaz ou des vapeurs de solvant.

Une telle pompe, alimentée uniquement par la lumière du soleil, peut non seulement pomper l'air, mais aussi le purifier. S'il y a des contaminants ou des toxines dans l'air - comme le solvant toluène - l'air peut circuler plusieurs fois à travers la membrane et le contaminant est chimiquement détruit par une réaction catalysée par les nanoparticules d'oxyde de manganèse.

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L'énergie de l'espace pour Starship 08.05.2024

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Concept d'interface de capteur thermique 27.05.2014

Metaio, une société de technologie de réalité augmentée, a annoncé le développement du système Thermal Touch. Ce système permet d'utiliser des capteurs infrarouges et des lunettes intelligentes telles que Google Glass pour transformer n'importe quelle surface en une interface tactile, c'est-à-dire interagir avec le contenu numérique dans n'importe quel environnement.

En combinant l'image infrarouge avec l'image prise par une caméra traditionnelle, le système détermine l'empreinte dite thermique que l'utilisateur laisse en touchant la surface. En ajoutant à cette technologie la réalité augmentée et la vision par ordinateur (lunettes intelligentes), l'utilisateur obtient une interface tactile fondamentalement nouvelle presque partout où il le souhaite.

Selon les développeurs, cela ouvre de nombreuses possibilités. Par exemple, l'utilisateur peut contrôler la direction du mouvement de l'appareil en touchant simplement une carte statique normale sur le mur. Selon les inventeurs, la meilleure interface utilisateur pour les appareils portables n'a pas encore été déterminée. Les développeurs expérimentent activement la navigation vocale, divers dispositifs d'assistance et les technologies de projection. Pour être produite en série, la technologie doit être, avant tout, pratique, et également fonctionner dans la plus large gamme d'applications. Peut-être qu'une nouvelle invention pourra répondre à ces exigences.

En attendant, les développeurs eux-mêmes déclarent avec tristesse que leur technologie peut devenir une réalité au plus tôt dans cinq ans. Dans le même temps, jusqu'à dix ans s'écouleront avant que les capteurs thermiques ne soient massivement intégrés dans les appareils.

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