Des chercheurs de l’Oak Ridge National Laboratory, affilié au Département de l’Énergie des États-Unis, ont mis au point une méthode novatrice pour traiter le nanocellulose, un matériau d’origine végétale, réduisant ainsi de 21% les besoins énergétiques associés à sa production. Cette percée a été réalisée grâce à des simulations moléculaires effectuées sur des superordinateurs du laboratoire, suivies de tests pilotes et d’analyses.

Le procédé utilise une solution de sodium hydroxyde et d’urée dans l’eau, facilitant une production moins coûteuse des fibres de nanocellulose, idéales comme composites pour l’impression 3D dans des structures durables telles que des habitations et des assemblages de véhicules. Cette découverte soutient le développement d’une bioéconomie circulaire où des matériaux renouvelables et biodégradables remplacent les ressources basées sur le pétrole, contribuant ainsi à la décarbonisation de l’économie et à la réduction des déchets.

Molecular simulations, supercomputing lead to energy-saving biomaterials breakthrough

Scientists have identified and demonstrated a method to process a plant-based material called nanocellulose that reduced energy needs by a whopping 21%, using simulations on the lab's supercomputers and follow-on analysis.

ScienceDaily

Des chercheurs de l’Université Rice ont développé un mélange de polymères thermochromiques intelligent qui ajuste sa transparence en fonction des variations de température, améliorant ainsi l’efficacité énergétique du refroidissement des espaces intérieurs. Ce matériau innovant, qui devient moins transparent à mesure que la température augmente, pourrait jouer un rôle crucial dans la réduction de la consommation énergétique mondiale liée à la climatisation, qui représente actuellement 7% de l’utilisation mondiale d’énergie et 3% des émissions de carbone.

Publiée dans la revue Joule, l’étude montre que ce nouveau système de mélange de polymères salés surpasse les matériaux similaires existants en termes de durabilité, de transparence et de réactivité. Les chercheurs ont combiné deux polymères avec un type de sel, optimisant la composition pour obtenir des transitions fluides entre les états transparent et opaque en réponse aux fluctuations de température. Ce matériau est non seulement hautement efficace pour réguler le rayonnement solaire, mais il est également remarquablement durable, avec une durée de vie estimée à 60 ans.

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Des chercheurs de l’Université du Queensland ont développé un filtre novateur pour extraire les substances per- et polyfluoroalkyles (PFAS) de l’eau, utilisant une solution sorbante brevetée basée sur une technique d’échange d’ions. Ce système permet non seulement de purifier l’eau de ces contaminants persistants mais aussi de récupérer les PFAS pour leur réutilisation dans la fabrication de batteries rechargeables à haute performance.

Les tests initiaux en laboratoire ayant été concluants, des essais pilotes sont prévus à Brisbane et aux États-Unis, avec l’objectif de commercialiser la technologie d’ici trois ans. Cette avancée représente une contribution significative à l’économie circulaire dans le traitement de l’eau industrielle.

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La société Huntsman innove dans le domaine des matériaux avec le lancement de sa nouvelle gamme de polyuréthanes thermoplastiques Avalon Gecko TPU, inspirée par le biomimétisme et spécifiquement conçue pour les semelles de chaussures. Ces nouveaux matériaux s’inspirent de l’adhérence exceptionnelle du gecko, un petit lézard réputé pour sa capacité à adhérer aux surfaces les plus lisses.

Ces polyuréthanes offrent une excellente intégration avec d’autres matériaux de semelle intermédiaire en TPU, permettant une liaison sans l’usage d’adhésifs. De plus, ils sont recyclables mécaniquement, préservant ainsi leurs performances malgré le recyclage. La facilité de coloration et la possibilité de créer diverses textures et finitions de surface rendent cette gamme encore plus attrayante pour les fabricants de chaussures cherchant à allier performance et esthétique durable.

Dans la peau d’un gecko

Huntsman a lancé une nouvelle gamme de polyuréthanes thermoplastiques pour semelle.

L’Usine Nouvelle

Borealis, en collaboration avec Plastivaloire et Stellantis, a introduit un nouveau composé de polypropylène renforcé de fibres de verre, le Borcycle GD3600SY, contenant 65 % de contenu polymère recyclé post-consommation (PCR). Cette avancée représente une innovation majeure dans les applications intérieures automobiles, le matériau étant utilisé pour la première fois dans les consoles centrales de la nouvelle Peugeot 3008. Ce développement répond aux exigences anticipées de la nouvelle réglementation européenne sur les véhicules en fin de vie, qui stipule que 25 % des plastiques utilisés dans les nouveaux véhicules doivent provenir de sources recyclées.

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Des chercheurs de la FAMU-FSU College of Engineering ont mis au point un matériau innovant à base de lignine capable de capturer et de libérer le dioxyde de carbone (CO₂) de manière réversible et efficace, sans nécessiter de hautes pressions ni de températures extrêmes. Publiée dans Advanced Materials, cette étude révèle que le polymère, enrichi en lignine, maintient sa structure même après plusieurs cycles d’utilisation, ce qui le rend particulièrement prometteur pour la mitigation durable des émissions de carbone.

Le matériau peut absorber significativement le CO₂, tant des sources concentrées que de l’air ambiant, et le libérer à une température modérée de 60 degrés Celsius. Ce processus de libération est régulé par l’application contrôlée de chaleur, permettant ainsi une récupération et une réutilisation potentielles du CO₂ dans divers processus industriels. Cette approche innovante promet de transformer la gestion du CO₂ en industries en fournissant une alternative écologique et économiquement viable aux méthodes conventionnelles.

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Des chercheurs de l’Université Fédérale de Kazan et de l’Université Nationale de Recherche Technique de Kazan ont réalisé des progrès significatifs dans le développement de plastiques capables de résister à des températures dépassant les 500 degrés Celsius. Publié dans Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, leur travail introduit une nouvelle classe de composites utilisant des liants inorganiques à base de phosphate, au lieu des liants polymères organiques traditionnels qui supportent habituellement des températures jusqu’à 300-450 degrés Celsius et sont inflammables.

Cette innovation repose sur l’utilisation de liants aluminophosphates, aluminoborophosphates et aluminochrome phosphates renforcés avec du tissu de carbone. Ces matériaux non seulement répondent aux exigences de non-combustibilité mais offrent également une résistance accrue au choc thermique et une grande résistance mécanique, ce qui les rend idéaux pour des applications exigeantes telles que l’aviation et l’astronautique. En outre, ces composites sont écologiques et se décomposent en composants utilisés dans les engrais phosphatés et l’argile. La prochaine étape du projet sera de développer des propriétés hydrophobes pour ces plastiques au carbone afin d’améliorer leur résistance à l’humidité.

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phys.org

Des chercheurs du laboratoire de Physique des Solides (LPS, CNRS / Université Paris-Saclay) ont développé une méthode innovante utilisant des cristaux liquides pour le stockage de données en trois dimensions. Cette technique prometteuse pourrait transformer des industries allant de la médecine à la technologie environnementale, en passant par le stockage d’informations numériques.

Le directeur de recherche CNRS, Franck Camerel, et son équipe explorent l’utilisation de molécules auto-organisées pour créer des films minces de cristaux liquides qui, lorsqu’ils sont stimulés par une lumière laser à une fréquence spécifique, modifient leurs propriétés optiques de manière réversible. Cette méthode permet de passer d’une représentation 2D basée sur des pixels à une représentation 3D utilisant des voxels (volumes pixels), augmentant ainsi considérablement la densité de stockage de données.

La recherche se concentre sur l’utilisation de la photopolymerisation à deux photons pour encoder les informations dans des cristaux liquides, offrant une nouvelle façon de manipuler la lumière et les matériaux à l’échelle nanométrique. Ce processus non linéaire permet non seulement de stocker des données mais aussi de les lire via la génération de seconde harmonique, où deux photons interagissent simultanément avec le matériau, émettant un seul photon de double énergie.

La fluidité unique des cristaux liquides permet des ajustements précis à l’intérieur du matériau sans perturber la surface, ce qui est crucial pour le stockage d’information en 3D. Cependant, cette fluidité ne doit pas être trop élevée pour éviter le déplacement des voxels et la perte de données stockées.

Des scientifiques du Laboratoire de Physique des Solides (LPS, CNRS / Université Paris-Saclay) ont réalisé une avancée majeure en développant des membranes biomimétiques ultrafines, capables de convertir l’énergie en imitant les membranes cellulaires biologiques. Cette innovation pourrait révolutionner plusieurs secteurs, notamment celui des dispositifs médicaux implantables comme les organes électriques artificiels, ainsi que des applications environnementales telles que le dessalement de l’eau.

Les chercheurs ont utilisé des simulations de dynamique moléculaire à grande échelle pour comprendre la microstructure des fluides et la capacité d’autoréparation de ces membranes. Leur étude, publiée dans la revue Nature, détaille comment ces membranes copolymères à blocs auto-cicatrisantes fonctionnent efficacement dans la conversion d’énergie.

Ce développement représente un potentiel important pour l’amélioration de technologies durables et l’augmentation de l’efficacité des processus industriels et médicaux. La découverte ouvre la voie à des applications innovantes, promettant des avancées dans le traitement de l’eau et la médecine régénérative, tout en s’alignant sur les principes de durabilité environnementale.

Une percée dans la technologie des membranes biomimétiques pourrait avoir un impact sur de nombreuses industries

Des chercheurs et chercheuses du laboratoire de Physique des Solides (LPS,

CNRS Physique

Le NETL (National Energy Technology Laboratory) et Cecilia Energy, basée à Newark, ont uni leurs forces pour développer une méthode innovante de recyclage des déchets plastiques via une technologie à base de micro-ondes. Ce processus novateur permet de transformer les déchets plastiques en hydrogène propre et en nanotubes de carbone (CNTs), des matériaux hautement valorisables.

Ce procédé utilise la technologie des micro-ondes pour une chauffe sélective des plastiques, produisant de l’hydrogène et des CNTs sans émettre de dioxyde de carbone, contribuant ainsi à la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Les CNTs ont de nombreuses applications dans divers secteurs tels que l’automobile, l’électronique, les supercondensateurs, les panneaux solaires, et bien d’autres. L’hydrogène produit est également crucial pour la décarbonisation des secteurs industriels et énergétiques américains.

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