Peindre un avion entier avec un kilo de peinture : l’encre révolutionnaire inspirée des papillons | Technologie

Certains papillons impressionnent par leur gamme de formes et de nuances qui varient avec la lumière. La magie opère grâce au fait que sa variété chromatique s’occupe d’une façon inhabituelle de produire la couleur. Alors que les tons clairs et foncés sont donnés par les pigments de leurs cellules, les fluorescents ou à effet arc-en-ciel sont constitués par la structure de leurs ailes. En fait, ils n’ont pas une seule couleur, mais lorsque la lumière atteint leurs échelles millimétriques, elle est réfléchie dans différentes directions et se décompose en plusieurs couleurs. Pour l’œil humain, la teinte change en fonction de la position, tout comme lorsqu’on regarde des bulles de savon, la face lisible d’un DVD ou des plumes de paon. C’est la couleur dite structurelle, un élément difficile à reproduire en dehors de la nature, mais qui peut être une nouvelle façon de colorer les objets dans le monde. Parmi ses avantages, il est beaucoup plus léger, il absorbe moins de chaleur et il ne se décolore pas avec les années.

Inspirés par les ailes de papillon, des scientifiques de l’Université de Floride centrale (États-Unis) ont mis au point ce qu’ils considèrent comme l’encre structurelle la plus légère au monde et pouvant être produite à grande échelle. Dans l’article publié dans Avancées scientifiquesIls expliquent qu’il est si léger qu’il pourrait couvrir un Boeing 747 avec seulement 1,3 kilogramme de peinture, au lieu des 500 kilogrammes généralement utilisés aujourd’hui.

S’ils sont plus légers, les voitures ou les avions pourraient consommer moins de carburant ou d’énergie. Un autre avantage, comme l’explique Pablo Manuel Cencillo Abad, auteur principal de l’étude, est que cette encre absorbe moins de chaleur que les autres, ce qui aide à garder la surface plus fraîche. “C’est très intéressant maintenant qu’il y a une transition vers les voitures électriques. Économisez le plus possible en réfrigération », raconte-t-il à EL PAÍS par visioconférence. De plus, puisque la couleur est incorporée, elle ne s’estompe pas avec le temps, elle n’a donc pas besoin d’être repeinte au fil des ans.

Les encres populaires dans leur grande variété, qui sont utilisées dans les maisons, les machines, les voitures, les avions ou les objets, sont composées de pigments qui absorbent ou réfléchissent certaines couleurs de la lumière. C’est un phénomène chimique, qui dérive de la réflexion de la lumière sur la surface —elles incorporent sélectivement certaines longueurs d’onde et réfléchissent le reste—. Cette nouvelle encre fonctionne d’une manière complètement différente. Il est composé de deux matériaux dépourvus de pigment : l’aluminium et l’oxyde d’aluminium. Ainsi, le ton perçu par l’œil humain dépend de son format et de sa taille à l’échelle nanométrique, un million de fois plus petite qu’un millimètre. « Nous cultivons des nanoparticules d’aluminium et d’oxyde d’aluminium et, selon leur taille, elles absorbent certains composants de la lumière ou d’autres. Simplement, il faut contrôler la taille de ces particules et avec une seule structure on peut générer plusieurs couleurs », explique le chercheur espagnol qui fait partie du groupe de nanooptique. de l’Université de Floride centrale.

Du laboratoire, le chercheur montre un petit tube contenant de l’acétone colorée transparente et une fine couche de paillettes contenant le pigment de structure. En le déplaçant rapidement, tout le liquide prend de la couleur. Avec ce mélange, vous pouvez faire un aérosol ou le mélanger avec de la résine, puis le transférer sur la surface. Pour reproduire la peinture d’un papillon, les scientifiques ont utilisé ces pigments. « On mélange la poudre qui a la couleur avec de l’huile de fenouil. Nous fabriquons une sorte de pâte et avec un pinceau nous la peignons comme s’il s’agissait d’une peinture à l’huile. L’huile s’évapore et le résidu solide reste. C’est comme ça que ça marche », détaille l’expert.

Cencillo Abad souligne que la technique derrière les nanostructures utilise des machines standard, déjà présentes dans l’industrie des semi-conducteurs, de l’électronique ou de l’aérospatiale, de sorte qu’elle peut être facilement reproduite à grande échelle. “Ce n’est pas une idée de laboratoire ou une preuve de concept, mais plutôt une technologie qui peut être appliquée”, ajoute-t-il.

La limite, comme il le souligne, est le coût de production, mais cela ralentira à mesure que la grande échelle sera atteinte. Bien que ce ne soit pas la meilleure option pour peindre le mur d’une maison, cela en vaudra certainement la peine pour les applications où les avantages supplémentaires compensent le coût. C’est le cas des voitures électriques, mais aussi des transports aériens ou encore spatiaux, qui nécessitent d’endurer des conditions extrêmes. « L’aluminium fond à environ 600 degrés de température. Si vous utilisiez une couleur commerciale, vous la perdriez rapidement », dit-il.

Cencillo Abad souligne que le projet est en cours de vente d’un brevet et que des entreprises de différentes industries ont manifesté leur intérêt, comme les secteurs de l’automobile, de l’air, de l’acier ou des cosmétiques. Cependant, cette technologie pourrait également être appliquée pour réaliser des revêtements fonctionnels, qui vont au-delà de la peinture pour l’esthétique.

Le chercheur affirme que son équipe, dirigée par le professeur Debashis Chanda, a créé des capteurs de température et d’humidité. C’est-à-dire qu’un type de peinture change de couleur en réponse à des composants chimiques, qui pourraient même être utilisés pour aider à des traitements médicaux. « Imaginons un capteur qui change de couleur en réponse aux concentrations de glucose, pour une personne diabétique. Dans le cas d’enfants ou de patients ayant des difficultés de communication, il serait très utile de développer un rouge à lèvres qui change de couleur en fonction de la concentration de glucose dans la salive. Ainsi, l’aidant de cette personne pourrait lui dire qu’elle doit prendre de l’insuline ou tout ce dont elle a besoin », conclut-il.

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