Tu en as marre des écrans rayés à force de faire tomber ton téléphone toutes les cinq minutes ? Bonne nouvelle, le saphir arrive à la rescousse ! Mais attention, on ne parle pas ici du petit cristal qui brille au doigt de ta tante Simone, mais d’un matériau aux pouvoirs étonnants. On te dit tout, et sans langue de bois !
Le saphir, un matériau qui donne du fil à retordre
Le saphir, c’est bien connu, c’est hyper résistant. Tellement que ça pose problème aux chercheurs lorsqu’ils veulent fabriquer des choses à très petite échelle. Trop dur, trop rigide, bref : un vrai casse-tête ! « Ce qui le rend génial le rend aussi très difficile à produire en miniature », confie le professeur Chang de l’Université du Texas.
Jusqu’à présent, on l’utilisait surtout dans l’horlogerie de luxe ou pour protéger les écrans de téléphones très haut de gamme. Problème : à échelle nanométrique, il était aussi maniable qu’un bloc de béton en pleine séance de yoga.
Des chercheurs inspirés par… une mite ?
Pour contourner ce problème, les scientifiques texans ont puisé leur inspiration dans un endroit surprenant : l’œil du papillon de nuit ! Non, ce n’est pas une blague. Ces insectes nocturnes possèdent des yeux capables de capter énormément de lumière tout en évitant les reflets gênants. Pratique pour chasser la nuit sans se cogner aux lampadaires !
En copiant ce principe, les chercheurs ont développé des nanostructures en saphir dotées de minuscules pointes capables de réduire drastiquement les reflets. Adieu donc aux reflets agaçants sur tes lunettes ou sur l’écran de ton smartphone, même sous un soleil de plomb !
Du nanomètre au centimètre, il n’y a qu’un pas (mais un gros)
Si l’idée est géniale, la réalisation n’était pas une mince affaire. Fabriquer des structures nanométriques résistantes avec du saphir était comparable à sculpter une statue en marbre avec un cure-dents : presque impossible !
Heureusement, les chercheurs ont trouvé une astuce technique innovante qui leur permet aujourd’hui de créer ces fameuses pointes microscopiques sans qu’elles cassent à la moindre pression. Cerise sur le gâteau : elles sont étonnamment résistantes aux agressions extérieures du quotidien, comme les chocs ou les frottements.
Bye-bye poussière, buée et saletés !
Ces structures nanométriques présentent aussi un avantage de taille : elles repoussent la poussière. Finis les écrans couverts de traces de doigts et de miettes de biscuits ! Selon les tests des chercheurs, leur saphir auto-nettoyant reste propre à 98,7 % grâce à la gravité seule.
Mais ce n’est pas tout : ces nanostructures peuvent aussi éliminer la buée, grâce à une propriété hydrophile. En langage simple, ça veut dire que les gouttelettes d’eau ne restent pas à la surface mais disparaissent instantanément, comme par magie. Plus besoin de frotter tes lunettes chaque fois que tu bois un café chaud !
Une double personnalité inspirée de la nature
Tu veux encore mieux ? En modifiant légèrement ces nanostructures, les scientifiques peuvent inverser complètement leur comportement face à l’eau. Elles deviennent alors ultra-imperméables, façon feuille de lotus. Les gouttes glissent alors dessus sans s’arrêter, emportant toute saleté sur leur chemin.
Le secret de cette double personnalité réside dans l’architecture même des nanostructures, où la taille, la forme et le traitement de surface déterminent leur propriété. Ça, c’est de la physique appliquée en action !
Des applications jusque dans l’espace !
Ces propriétés intéressent évidemment la NASA, qui rêve d’équiper ses véhicules spatiaux avec ce saphir auto-nettoyant. Pas question d’aller dépoussiérer ses robots sur Mars avec un plumeau géant toutes les semaines !
Autres applications prévues : des capteurs infrarouges ultra-performants pour la défense, des pare-brises d’avions plus résistants et même des lunettes ou pare-brises capables d’éliminer instantanément les reflets.
Autant dire que, dans quelques années, tu risques de croiser du saphir un peu partout dans ton quotidien !
En résumé, qu’est-ce qu’il faut retenir ?
- Des chercheurs ont créé des nanostructures en saphir capables de résister aux rayures, à la poussière, à la buée et aux reflets.
- L’inspiration vient directement des yeux des papillons nocturnes, champions du monde de la vision sans reflets.
- Ces nanostructures sont ultra résistantes aux chocs et aux impacts.
- Elles sont autonettoyantes et gardent les surfaces propres à 98,7 % grâce uniquement à la gravité.
- Leur surface peut devenir anti-buée ou, au contraire, superhydrophobe, repoussant totalement l’eau.
- Cette technologie intéresse aussi bien les constructeurs de smartphones que l’industrie spatiale ou militaire.
- Le principal défi actuel est la production à grande échelle pour généraliser cette innovation.
Source de l’article : http://dx.doi.org/10.1039/D4MH01844C
