bruce Anane
Les physiciens de Case Western Reserve perfectionnent de nouvelles méthodes pour créer des revêtements optiques ultra-vibrants ; applications pour panneaux solaires, stockage de données, écrans virtuels.
Les physiciens de l’Université Case Western Reserve développent des revêtements optiques ultra-fins qui pourraient prolonger considérablement la durée de vie des panneaux solaires, ainsi qu’améliorer des domaines tels que le stockage des données ou la protection contre la contrefaçon.
« Imaginez un monde où les surfaces affichent non seulement des couleurs vives, mais servent également de plates-formes efficaces de récupération d’énergie », a-t-il déclaré. Giuseppe Strangi, professeur de physique à Case Western Reserve. « C’est le monde que nous mettons en lumière. »
Strangi dirige un groupe de recherche développant de nouveaux revêtements optiques, aussi fins que quelques couches atomiques. Ils peuvent simultanément transmettre et réfléchir la lumière à bande étroite avec une vivacité et une pureté de couleur sans précédent.
« Ils se comportent comme des fenêtres transparentes très sélectives et des miroirs réfléchissants », a déclaré Strangi, « et cette précision nous permet de manipuler l’apparence de la lumière réfléchie. »
Prolonger la durée de vie des panneaux solaires
L’application possible la plus prometteuse des nouveaux revêtements optiques est de prolonger la durée de vie des panneaux solaires, a déclaré Strangi.
Les panneaux solaires durent généralement 20 à 30 ans. Parmi les raisons : la lumière du soleil fournit de l’énergie mais chauffe également le panneau, réduisant ainsi son efficacité à court terme et sa durabilité à long terme car elle détruit les matériaux.
En effet, il existe deux bandes spécifiques dans l’énergie lumineuse : l’une (photovoltaïque) peut être stockée sous forme d’énergie, tandis que l’autre (thermique) chauffe le panneau.
« Mais jusqu’à présent, il n’était pas possible de faire la différence entre les deux, donc pour obtenir de l’énergie, il fallait aussi accepter la chaleur », a déclaré Strangi. « Nos revêtements séparent les deux, ce qui entraîne une augmentation à court terme de la production d’énergie et une multiplication par six de la durée de vie des panneaux. »
Case Western Reserve a obtenu un brevet sur les nouveaux matériaux, a déclaré Strangi.
L’équipe de recherche, qui comprend le professeur de physique du CWRU Michael Hinczewski et des collaborateurs du MIT, de l’Université de l’Arizona et de l’Université de Rochester, travaille également avec des collaborateurs industriels aux États-Unis et en Finlande pour explorer l’expansion de la technologie.
Leurs découvertes étaient récentes publié dans le magazine Communication naturelle. Ce travail le plus récent s’appuie sur les découvertes originales du groupe, publié en 2021 dans Nature Nanotechnologiesur ce qu’ils ont surnommé « revêtements optiques résonants Fano ».
L’héritage de la lumière par Ugo Fano
Les nouveaux matériaux sont nommés Ugo Fano, physicien italien qui a travaillé avec Enrico Fermi sur des expériences de fission dans les années 1930..
Les idées uniques de Fano impliquaient ce qu’on appelle les « formes de lignes spectrales », ou la visualisation du changement d’énergie dans une molécule ou même dans un seul atome. L’équipe de Strangi a pu manipuler les formes des raies de Fano, et donc l’énergie, en délimitant des états discrets dans le continuum à l’aide de la photonique en couches minces.
Les autres applications de cette nouvelle recherche sont variées : de nouvelles avancées en matière de « coloration structurelle » amélioreraient les technologies d’affichage des ordinateurs, augmenteraient le stockage des données, amélioreraient les mesures anti-contrefaçon et permettraient même de plus grandes variations dans le décor, a déclaré Strangi.
Article original: Révolutionner la technologie des couleurs et l’énergie solaire
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