Debashis Chanda, chercheur de l’Université de Floride Centrale (UCF), avait longuement observé les couleurs présentes dans la nature. En effet, les oiseaux, les papillons, les poissons, les céphalopodes et les fleurs possèdent des teintes surprenantes, vives et variées. Le scientifique s’est donc inspiré des ailes colorées des papillons afin de créer sa peinture structurelle avec une excellente résistance et un faible impact environnemental. Celle-ci est obtenue grâce à l’arrangement géométrique à l’échelle nanométrique de deux matériaux incolores. Nous vous convions à découvrir davantage cette invention à travers cet article.
Comment produire une couleur structurelle ?
Pendant plusieurs décennies, de nombreuses recherches ont été effectuées pour essayer d’imiter le papillon. Mais c’est la première fois qu’une étude a abouti à ce résultat encourageant. M. Chanda, chercheur et professeur au NanoScience Technology Center de l’UCF, a mis au point une peinture plasmonique sans pigment. En effet, son équipe de recherche a reproduit le mécanisme naturel des ailes de cet insecte pour avoir leurs teintes vives et élégantes. Des écailles incolores y sont structurées en motifs nanométriques réguliers, qui captent certaines longueurs d’onde. La lumière reçue se réfléchit sous plusieurs différentes couleurs (rouge flamboyant, bleu métallique, jaune lumineux…).
Le fonctionnement de la nouvelle peinture structurelle est presque similaire. Elle est composée d’un liant et de deux matériaux incolores, à savoir l’aluminium et l’oxyde d’aluminium. Des électrons y sont ajoutés afin de créer des nanostructures. Selon ces chimistes américains, la taille des structures peut être ajustée de manière à ce que la lumière captée puisse renvoyer la teinte souhaitée. C’est pourquoi il est possible de produire une large gamme de couleurs. Il est bon de noter que le « Structural Blue », développé par le constructeur automobile Lexus, utilise ce même procédé. C’est la seule couleur structurelle produite industriellement jusque-là.
Quels sont les avantages de ce nouveau type de peinture ?
Cette peinture d’un nouveau genre serait une alternative moins polluante aux peintures classiques, selon ses concepteurs. Elle ne contient aucun pigment dont la production nécessite de nouvelles molécules synthétisées en laboratoire pour obtenir la couleur voulue. De plus, elle n’émet pas de polluants volatils lors de sa fabrication et de son application. D’ailleurs, elle serait nettement plus légère et plus économe. Elle serait 400 fois plus efficace, selon les chercheurs. Par exemple, pour peindre un Boeing 747, approximativement 500 kg de peintures classiques sont nécessaires, contre seulement 1,3 kg de peintures plasmoniques. Cette grande légèreté intéressera certainement les compagnies aériennes, car un avion moins lourd consommera moins de carburant. Ce qui signifie qu’elles pourraient significativement réduire leur coût d’exploitation.
De plus, les couleurs structurelles conservent leur qualité et leur éclat au fil du temps, d’après cette étude. Contrairement à cela, les pigments se décomposent progressivement lorsqu’ils sont exposés à la lumière du soleil. Un autre avantage principal de la peinture plasmonique est son caractère auto-refroidissant. Ce nouveau produit serait capable de refléter le rayonnement infrarouge. Par conséquent, il ne retient pas la chaleur. Il permet de garder les surfaces plus fraîches (moins de 1 à 3 °C) que la peinture traditionnelle. Ainsi, en utilisant des couleurs structurelles, les dépenses liées à la climatisation des bâtiments diminueront considérablement. Cette innovation pourrait aussi aider à atténuer les îlots de chaleur urbains dans de nombreuses villes. Plus d’informations : Science Advances