Un revêtement antireflet qui imite les yeux du papillon de nuit
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- Publié le mardi 12 avril 2016 15:12
Pour esquiver l'attention des prédateurs, absorber le maximum de lumière et ainsi voir la nuit, l'œil d'un papillon de nuit ne reflète pas la lumière. En s'inspirant de la microstructure des yeux de l'insecte, des chercheurs de l'Institut Jean Lamour et du laboratoire structure et réactivité des systèmes moléculaires complexes (SRSMC) (CNRS/Université de Lorraine), en collaboration avec des équipes anglaise, biélorusse et allemande, ont mis au point un nouveau revêtement qui ne reflète pas les micro-ondes. Ce matériau biomimétique, hyper-léger et très peu coûteux, pourrait trouver des applications impliquant des micro-ondes ou dans les technologies furtives qui permettent aux avions d'échapper aux radars… Ces travaux sont parus dans la revue Applied Physics Letters.
Des petites bosses juxtaposées qui forment des motifs hexagonaux : voilà ce à quoi ressemble l'œil du papillon de nuit et ce qui lui confère les meilleurs propriétés antireflets de la nature. Le secret de cette performance réside dans ces bosses. Elles sont plus petites que la longueur d'onde de la lumière incidente et l'absorbent en quasi-totalité. Des verres commerciaux qui imitent cette microstructure existent déjà pour l'optique, mais sont aujourd'hui très chers à fabriquer.
Les chercheurs de l'Institut Jean Lamour et du SRSMC ont réalisé un nouveau matériau bioinspiré : une surface sur laquelle résident des sphères creuses juxtaposées les unes à côté des autres. Ces sphères d'environ 1mm absorbent la quasi-totalité des micro-ondes de fréquences comprises dans la bande Ka (26-37 gigahertz). Il s'agit du premier métamatériau à accomplir cette performance.
Très peu coûteuse et biosourcée, la méthode utilisée pour fabriquer le revêtement antireflet constitue également une innovation de taille. Les sphères sont fabriquées sur la base d'œufs de poissons ou de perles de polymère. Les chercheurs ont enduit ces précurseurs avec du sucre (saccharose) et les ont ensuite pyrolysé en atmosphère inerte. Alors que les précurseurs se décomposent en gaz, la surface se carbonise, laissant des sphères de carbone parfaitement creuses. C'est en combinant les compétences en modélisation de leurs partenaires avec des mesures expérimentales que les chercheurs lorrains ont pu expliquer les propriétés électromagnétiques de ces sphères de carbone creuses et déterminer leurs caractéristiques idéales.
Ce matériau peut ainsi être dérivé entièrement de ressources biologiques tout en ayant des applications de haute technologie. Sa facilité de fabrication, son coût réduit et son poids ultraléger par rapport à d'autres systèmes font de lui un matériau prometteur pour des utilisations liées aux micro-ondes.
