Capes d'invisibilité pratiques

La source: Métamatériau optique 3D flexible à indice négatif de grande surface formé par impression par nanotransfert
John Rogers et al.
Nature Nanotechnologie 6 (7) : 402-407

Résultats: Les chercheurs ont développé une méthode d'impression basée sur des tampons pour générer de grandes feuilles de métamatériaux, une nouvelle classe de matériaux qui interagissent avec la lumière d'une manière inconnue dans la nature. Ils l'ont utilisé pour fabriquer des feuilles d'un métamatériau qui mesurent près de neuf centimètres de côté, des ordres de grandeur plus grands qu'il n'était possible auparavant. Les tests ont montré que ce matériau, qui renvoie la lumière vers l'arrière, a en fait de meilleures propriétés optiques que les matériaux fabriqués à l'aide de méthodes plus complexes.

Cette histoire faisait partie de notre numéro de septembre 2011

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Pourquoi est-ce important: Des expériences à petite échelle suggèrent que les métamatériaux pourraient être utilisés pour fabriquer des capes d'invisibilité, des microscopes à très haute résolution et d'autres dispositifs optiques exotiques. Mais jusqu'à présent, les chercheurs n'ont pas été en mesure de créer de tels dispositifs à une échelle pratique, car les métamatériaux sont difficiles et longs à fabriquer. Des méthodes lentes et précises telles que la lithographie par faisceau d'électrons ont généralement été utilisées pour sculpter des motifs nanométriques complexes dans les couches de métaux et d'autres composants qui composent ces matériaux. Les plus grosses pièces produites auparavant ne mesuraient que quelques centaines de micromètres.

Méthodes : Les chercheurs ont commencé par la conception d'un métamatériau que d'autres avaient produit il y a quelques années, en utilisant des méthodes plus lentes. Ils ont fait un tampon en plastique dur à motifs avec la grille stipulée par la conception. Puis ils ont encré le timbre dans une chambre d'évaporation en déposant plusieurs couches minces : d'abord une couche sacrificielle, puis des couches de métal et de matériaux diélectriques qui composent le métamatériau. Enfin, ils ont placé le tampon sur une surface et l'ont traité chimiquement pour dissoudre la couche sacrificielle, libérant ainsi le métamatériau du tampon. Le timbre a été retiré, laissant le métamatériau à la surface. Chaque tampon est réutilisable et peu coûteux à fabriquer.

Prochaines étapes: Les chercheurs s'attendent à ce qu'en utilisant plus d'un tampon, ils puissent fabriquer des feuilles de métamatériau beaucoup plus grandes. La méthode peut également être adaptée pour fonctionner avec d'autres conceptions de métamatériaux, mais les chercheurs espèrent que d'autres scientifiques l'utiliseront pour fabriquer de grandes quantités de ce matériau particulier pour le camouflage et d'autres applications.

Piles transparentes

Des électrodes avec des caractéristiques plus petites que l'œil ne peut résoudre pourraient conduire à des appareils électriques transparents

La source: Batteries lithium-ion transparentes
Yi Cui et al.
Actes des Académies nationales des sciences, publié en ligne le 25 juillet 2011

Résultats: Des chercheurs ont fabriqué des batteries entièrement transparentes et les ont utilisées pour alimenter une diode électroluminescente. Les prototypes peuvent stocker autant d'énergie qu'une batterie nickel-cadmium du même volume.

Pourquoi est-ce important: Les piles transparentes sont le dernier composant manquant nécessaire pour fabriquer des écrans transparents et d'autres appareils électroniques transparents. Les chercheurs ont déjà fait des variations transparentes sur d'autres grandes classes d'électronique, y compris les transistors et les composants utilisés pour contrôler les écrans.

Méthodes : Les chercheurs ont conçu des électrodes constituées d'un maillage dans lequel toutes les lignes sont de l'ordre de 50 micromètres, plus petites que ce qui est visible à l'œil humain, de sorte que le résultat semble transparent. Pour fabriquer les électrodes, ils ont d'abord utilisé la lithographie pour sculpter une plaquette de silicium dans un moule avec un motif de grille en relief. Du PDMS liquide, un polymère transparent et spongieux, a été versé sur le moule et décollé une fois qu'il s'est solidifié. Les chercheurs ont ensuite déposé une solution contenant des matériaux standard pour électrodes lithium-ion sur la grille de canaux étroits à la surface de la feuille de PDMS. L'action capillaire a tiré les matériaux dans la feuille jusqu'à ce que tous les canaux soient remplis, créant le maillage. Enfin, les chercheurs ont pris en sandwich un électrolyte en gel transparent entre deux électrodes et ont enfermé l'ensemble du système dans un emballage plastique protecteur.

Prochaines étapes: Les chercheurs souhaitent améliorer le stockage d'énergie d'un ordre de grandeur, jusqu'à environ 200 wattheures par litre, en réduisant l'épaisseur du substrat polymère et en approfondissant les tranchées qui contiennent les matériaux des électrodes.

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