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Un matériau biomimétique capable de réguler la température

Posté le par Arnaud Moign dans Matériaux, Biotech & chimie

Une équipe de chercheurs de l’université de Californie s’est inspirée de l’aptitude des calamars à changer de couleur de peau à volonté, pour concevoir un matériau composite avec des propriétés de thermorégulation.

Cette capacité exceptionnelle qu’ont certaines espèces de calamars à changer de couleur sous l’impulsion de leur système nerveux a beau être un phénomène connu, il n’en reste pas moins insolite. D’anciens étudiants américains ont même réussi à faire varier la couleur d’un calamar au rythme d’un morceau de hip-hop, une façon originale de sensibiliser le grand public aux neurosciences. Cette fois-ci, c’est en étudiant le mécanisme dynamique qui se produit en surface de la peau des calamars que l’équipe de chercheurs a eu une idée brillante : remplacer les pigments par des îlots métalliques dont le rôle est d’évacuer la chaleur.

Imiter le fonctionnement des chromatophores

La peau des céphalopodes, à l’instar de celle de certains poissons, amphibiens ou reptiles, contient des cellules spécialisées appelées chromatophores. Leur fonctionnement est relativement simple : ces cellules ont la particularité de contenir un sac central rempli de pigments qui s’écrase en surface de la peau lorsqu’il est comprimé par les muscles situés en dessous et reprend sa forme au repos. L’équipe californienne s’est donc inspirée de ce phénomène « surfacique » pour créer un matériau flexible sur lequel sont déposés de petits îlots métalliques qui, au repos, se touchent et bloquent le rayonnement infrarouge. Cependant, lorsque ce matériau est étiré, les îlots se séparent, ce qui permet de laisser passer le rayonnement et donc d’évacuer la chaleur.

Des applications nombreuses et variées

Avec un tel matériau, c’en est peut-être donc fini de la couverture de survie classique, très efficace pour bloquer la chaleur, mais incapable de la réguler de manière dynamique. Si un tissu conçu à partir d’un tel matériau trouve naturellement sa place dans l’espace, il pourrait révolutionner des secteurs aussi variés que l’emballage, les abris d’urgence mobile ou encore des vêtements de protection. Néanmoins, il existe un domaine où une telle solution serait particulièrement bienvenue, il s’agit de la régulation en température des bâtiments.

Combiner les avantages des systèmes de régulation actifs et passifs des bâtiments

En effet, alors que les bâtiments consomment près de 40 % de l’énergie électrique produite dans le monde, la régulation de température apparaît comme un enjeu de taille si l’on veut réduire la consommation globale d’énergie. Cependant, bien que les solutions de régulation passive soient efficaces, elles demeurent incapables de s’adapter à des conditions climatiques changeantes. C’est la raison pour laquelle les systèmes de régulation actifs tels que les climatisations sont de plus en plus utilisés malgré leur coût, leur complexité d’installation et leur forte consommation énergétique. Il apparaît donc important de trouver une solution qui combine les avantages de ces deux systèmes, autrement dit une régulation dynamique contrôlable ayant une consommation d’énergie minimale et un coût faible.

Sources :

https://www.sciencesetavenir.fr/fondamental/une-couverture-imitant-la-peau-de-calmar-pour-l-espace_133325

https://www.nature.com/articles/s41467-019-09589-w

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Posté le par Arnaud Moign


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