Morgane Gillard

Comment faire flotter une structure métallique tout en conservant une architecture ouverte et légère ? Des chercheurs ont développé une nouvelle génération de structures lattices en alliage de titane, dont les montants creux sont remplis de mousse de polyuréthane. Cette conception, fabriquée par impression 3D, permet de combiner faible masse, résistance mécanique et flottabilité, tout en conservant une bonne tolérance aux dommages. Une approche qui pourrait ouvrir de nouvelles perspectives pour les structures flottantes et les applications marines.

La réduction du minerai de fer par l'hydrogène est considérée comme l'une des principales voies de décarbonation de la sidérurgie, mais sa faible cinétique de réaction reste un frein à son déploiement industriel. Des chercheurs du Max Planck Institute for Sustainable Materials montrent toutefois qu'un précurseur catalytique à base d'oxyde de nickel permet de doubler la vitesse de réduction tout en favorisant la formation directe d'un alliage fer-nickel. Une avancée qui pourrait améliorer l'efficacité énergétique des futurs procédés métallurgiques bas carbone.

Les fullerènes, dont le buckminsterfullerène C60 constitue l’archétype, ont ouvert il y a 40 ans une nouvelle classe de structures carbonées en cage aux propriétés remarquables pour les nanosciences. L’extension de ces architectures à d’autres éléments, notamment le bore, suscite un intérêt croissant. Des travaux récents rapportent ainsi l’identification expérimentale d’un cluster de 80 atomes de bore présentant une signature compatible avec une structure de type "buckyball", malgré des prédictions théoriques contrastées quant à sa stabilité.

Des chercheurs montrent qu’il est possible de modifier les propriétés de verres dérivés de MOFs grâce à l’introduction contrôlée d’ions alcalins. Inspirée de la chimie des verres silicatés, cette approche permet d’ajuster la structure de ces matériaux hybrides amorphes et ouvre des perspectives pour les membranes, les conducteurs ioniques ou le stockage de l’énergie.

La recherche en matériaux pour l’énergie s’oriente de plus en plus vers des solutions intégrées, capables d’assurer simultanément la capture, le stockage et la restitution de l’énergie. Dans ce contexte, une étude récente propose une approche originale fondée sur l’ingénierie du bois : le développement d’un composite à base de balsa modifié, capable de convertir efficacement le rayonnement solaire en chaleur, de stocker cette énergie et de la restituer sous forme thermique et électrique, y compris en l’absence d’ensoleillement.

Pour devenir un pilier de la transition énergétique, l’hydrogène doit faire face à des défis technologiques majeurs et notamment au « Norby gap », qui limite pour l’instant l’utilisation des piles à combustible céramique protonique. Une équipe de chercheurs japonais propose ainsi une approche innovante, ouvrant la voie à des matériaux plus conducteurs et stables à température intermédiaire.

La conversion de l’éthanol issu de la biomasse en produits chimiques offre une alternative prometteuse aux matières fossiles. Cette voie se heurte cependant aux faibles rendements causés par les procédés catalytiques classiques. Pour lever ce frein au développement d’une chimie verte et durable, des chercheurs de l’Université de l’État de Washington proposent une nouvelle approche, où un contrôle atomique des catalyseurs permet de guider la réaction avec précision.

Les procédés de micro- et nanofabrication 3D sont aujourd’hui limités par l’usage quasi exclusif de résines polymères. Pour dépasser cette contrainte, une étude propose une approche alternative : l’assemblage optofluidique de particules. Cette méthode permet de structurer directement une large variété de matériaux à l’échelle micro/nanométrique, ouvrant la voie à des microdispositifs multifonctionnels intégrant des propriétés mécaniques, optiques ou électriques spécifiques.

Produire un hydrogène vert plus durable et moins coûteux, voilà le pari relevé par une équipe de chercheurs suédois. En remplaçant le platine par des nanoparticules de plastiques conducteurs, ils ouvrent la voie à une production d’hydrogène solaire plus propre et plus facile à déployer à grande échelle.

Les gyromorphes, nouveaux matériaux photoniques développés par l’université de New York, pourraient bientôt transformer l’informatique. Grâce à une architecture complexe optimisée par l’IA, ils ouvrent en effet la voie à des circuits photoniques plus rapides et plus efficaces que l’électronique traditionnelle.

Un nouveau polymère développé par une équipe de l’Université de Virginie (Etats-Unis) vient de faire l’objet d’une publication majeure : un réseau de polyéthylène glycol (PEG) imprimable en 3D, hautement extensible et biocompatible, capable d’étendre jusqu’à 1 500 % sa longueur initiale tout en restant souple, robuste et utilisable sans solvant. Ce matériau représente une avancée potentiellement décisive pour la fabrication d’organes artificiels ou de dispositifs implantables dans le corps humain, mais aussi pour des applications complètement différentes, comme les électrolytes solides pour batteries.

Et si les matériaux électroniques pouvaient devenir vivants ? En intégrant des endospores de bactéries dans un alliage de métal liquide, des chercheurs américains viennent de créer un composite capable de conduire l’électricité, de s’activer biologiquement et même de s’autoréparer. Une première mondiale qui pourrait redéfinir la manière dont l’électronique dialogue avec les tissus vivants – et ouvrir la voie à une nouvelle génération d’interfaces bioélectroniques véritablement hybrides.

Des chercheurs de l’Université de l’État de Caroline du Nord ont montré qu’une mousse métallique composite en acier pouvait résister à plus d’un million de cycles de charge à 400°C et 600°C sans rupture. Une performance exceptionnelle qui ouvre la voie à des applications dans l’aéronautique, l’énergie ou le nucléaire.

Une équipe de chimistes tchèques a mis au point une molécule photoswitch capable de passer, sous lumière, d’un état non magnétique à un état magnétique stable pendant plusieurs heures, même en phase solide. Cette avancée ouvre de nombreuses et nouvelles perspectives pour les mémoires moléculaires, la catalyse contrôlée et la photothérapie ciblée.

Les vortex optiques, ces faisceaux lumineux en spirale, représentent une avancée majeure pour les communications optiques et la photonique quantique. Jusqu’ici, leur génération nécessitait des dispositifs complexes et coûteux, difficiles à miniaturiser. Des chercheurs australiens proposent aujourd’hui une solution radicalement différente : l’utilisation de matériaux van der Waals ultra-minces, capables de transformer la lumière en vortex sur quelques micromètres seulement, ouvrant la voie à des dispositifs photoniques ultra-compacts et potentiellement révolutionnaires pour les télécommunications et la cryptographie quantique.

Alors que les vagues de chaleur s’intensifient dans le monde entier, une équipe de chercheurs internationaux a développé un nouveau type de peinture blanche capable de maintenir les surfaces des bâtiments bien plus fraîches qu’avec les revêtements classiques. Cette innovation repose sur une approche inédite par intelligence artificielle et sur les propriétés de métamatériaux nanophotoniques, offrant un potentiel révolutionnaire en matière d’efficacité énergétique.

Longtemps considérés comme de simples isolants thermiques et électriques, les silicones révèlent aujourd’hui un potentiel électronique insoupçonné. Une équipe de chercheurs de l’Université du Michigan montre qu’en modifiant l’angle des liaisons Si-O-Si, ces polymères peuvent se transformer en semi-conducteurs colorés et flexibles. Une découverte qui ouvre la voie à une nouvelle classe de matériaux pour l’électronique souple et les dispositifs intelligents.

Et si le CO₂ industriel devenait un ingrédient clé de nos matériaux de construction ? Des chercheurs ont mis au point un procédé électrochimique capable de transformer ce gaz en oxalates métalliques solides, directement intégrables dans le ciment. Une innovation prometteuse pour une industrie parmi les plus émettrices au monde.

De plus en plus, la recherche sur les nouveaux matériaux se tourne vers les champignons. Une équipe vient ainsi de réussir à produire un matériau vivant tirant parti des propriétés du mycélium. Une avancée qui pourrait déboucher sur la production de véritables petites batteries biodégradables.

Matériau de construction historique de par les nombreuses qualités qu’il possède, le bois s’était cependant fait un peu oublier pour laisser la place au béton et à l’acier. Or, ces matériaux, bien que possédant de nombreux avantages, font que le secteur du bâtiment est actuellement l’un des plus polluants. Dans une optique de décarbonation, le bois revient donc sur le devant de la scène, mais sous une forme évoluée : la société InventWood se prépare en effet à commercialiser du « super bois », dont les propriétés rivalisent aisément avec celles de l’acier.

Une équipe de chercheurs vient de mettre en évidence l’existence d’une vitesse limite pour la projection supersonique de particules d’aluminium dans les procédés industriels utilisés pour la fabrication de revêtements. Contrairement à ce que l’on pensait précédemment, au-delà de cette limite, les liaisons métalliques commencent en effet à se dégrader. Une découverte importante pour le monde de l’industrie.

Les hydrogels, notamment par leur biocompatibilité, sont des matériaux particulièrement intéressants pour le domaine médical. Une étude récente vient cependant de mettre au point un nouveau type d’hydrogel qui, outre le fait de mimer extrêmement bien les propriétés de la peau humaine, présente d’autres caractéristiques inédites qui devraient ouvrir de façon notable le champ d’application de ces matériaux.

Alors que l’objectif du tout électrique est de réduire notre impact environnemental, l’extraction même du lithium qui entre dans la composition des batteries reste encore très polluante. Une équipe de chercheurs propose cependant un nouveau procédé permettant d’extraire le lithium du minerai par lessivage électrochimique. Une solution prometteuse qui pourrait assurer une production de lithium plus propre et moins chère.

Avec la « fast fashion », la quantité de déchets textiles a augmenté dramatiquement ces dernières années. Or, avec un taux de recyclage extrêmement faible, en particulier pour les tissus multi-matières comme le polycoton, ces volumes de déchets commencent à poser un véritable problème environnemental. Une nouvelle étude propose cependant un nouveau procédé industriel permettant de recycler efficacement le polycoton, tout en valorisant chacun des composants.

Avec la miniaturisation toujours plus poussée des composants électroniques, le cuivre, qui assure habituellement les connexions et le transport du signal électrique, commence à montrer certaines limitations en termes de conductivité. Une nouvelle étude lui aurait cependant trouvé un successeur aux propriétés étonnantes : le phosphure de niobium.

Les systèmes permettant de produire de l’énergie renouvelable, comme les panneaux photovoltaïques, les éoliennes, les centrales géothermiques et hydrauliques, pourraient bientôt être étoffés par un nouveau dispositif : les panneaux hydrovoltaïques. En développement depuis quelques années, les cellules exploitant le phénomène d’évaporation de l’eau pourraient bien connaître un essor important dans un futur proche, notamment grâce aux avancées réalisées dans ce domaine par une équipe chinoise.

Une équipe de l’Université de Virginie, aux États-Unis, pourrait bien avoir résolu une problématique fondamentale limitant l’utilisation des polymères réticulés depuis l’invention de la vulcanisation du caoutchouc en 1839. Jusqu’à présent, les ingénieurs devaient en effet se résoudre à sacrifier l’extensibilité d’un matériau polymère au profit d’une plus grande rigidité. Un problème désormais aboli grâce à l’invention d’une nouvelle structure du brin polymère qui permet de découpler ces deux paramètres physiques.

La production de plus en plus importante de matériaux composites pose actuellement un problème majeur, qui est celui de leur recyclage. Face à ce défi, des chercheurs de l’Université de Californie du Sud présentent un nouveau procédé novateur qui, grâce à la biocatalyse, permet de recycler efficacement les fibres de carbone et la matrice polymère en matériaux valorisables.

Les supersolides représentent certainement l’un des états quantiques les plus étranges et les plus difficiles à appréhender. Nécessitant des conditions ultra-froides pour être obtenu, cet état quantique de la matière n’a été observé en laboratoire que très récemment. Début novembre, une équipe vient de franchir un pas supplémentaire en vérifiant pour la première fois l’hypothèse que ces supersolides possèdent un comportement superfluide sous certaines conditions.