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S’inspirer des mammifères du désert pour garder les objets au frais

 Garder les bâtiments et les produits alimentaires et pharmaceutiques au frais a un coût énergétique important. Des chercheurs du MIT (Massachusetts Institute of Technology) semblent avoir trouvé la parade à cette surconsommation. Leur idée est simple : profiter de l’énergie de vaporisation pour refroidir ou maintenir à température un objet. Mais de tels travaux se heurtent à une demande en eau non négligeable ainsi qu’au problème du réchauffement de l’environnement. Pour y répondre, les chercheurs ont donc puisé directement dans les méthodes employées par les animaux du désert. Leur étude sur l’emploi que le chameau fait de sa fourrure est parue le 11 novembre 2020 dans Joule.

Les glandes sudoripares permettent à l’animal de suer et, par évaporation, de diminuer la température de son corps. Les chameaux sont aussi pourvus d’une fourrure qui, en plus de les réchauffer la nuit, les isole de la chaleur en journée. Les scientifiques s’en sont inspirés pour confectionner un matériau transparent bi-couche. La première couche en hydrogel perd son eau par évaporation, imitant la transpiration des mammifères. La seconde en aérogel de silice se rapproche de leur fourrure. En effet, elle a la particularité d’être isolante thermiquement de par sa conductivité ultra-basse, tout en étant hautement poreuse et donc perméable à la vapeur. Le refroidissement obtenu par cette méthode est 400 % plus long que les designs mono-couche actuels. Cette découverte pourrait permettre d’alléger la demande en énergie dans ce domaine, attendue pour tripler d’ici 2050, ainsi que son impact sur le changement climatique.

Un capteur presque invisible

Que peut-on apprendre avec un simple toucher ? Des données utiles pour des applications dans le sport, les sciences médicales ou même la neuroingénierie, selon les chercheurs de l’Université de Tokyo. Principal problème pour les récolter : réussir à concevoir des capteurs ne gênant ni le porteur ni le ressenti de la peau elle-même. Dans cette optique, des scientifiques de Tokyo ont présenté leur propre capteur dans Science le 20 novembre 2020. Située sur le bout des doigts, leur invention est capable d’enregistrer la pression exercée sans effets notables sur la sensation du porteur. L’adhérence des doigts est seulement améliorée de 14 % par la présence du capteur, ce qui est comparable aux mains nues.

Ledit capteur est un film polymérique épais de 2 micromètres et formé par électro-filage, à la manière d’une araignée tissant sa toile. Il se compose de deux couches différentes. L’une est une maille de polyuréthane isolant, épaisse de 200 à 400 nanomètres – environ 1/500e de l’épaisseur d’un cheveu. L’autre est un réseau d’or façon pochoir, le composant électrique du capteur. Les chercheurs souhaiteraient également le voir servir à l’archivage numérique de travaux manuels. Que ce soient ceux d’artisans comme de chirurgiens, une telle bibliothèque permettrait d’entraîner des machines à réaliser des tâches avec un degré de fidélité encore jamais vu.

L’IRM portatif au secours des malades

Traumatismes crâniens et cancers du cerveau sont évalués par IRM (Imagerie par Résonance Magnétique). Une technique d’imagerie médicale dont l’accès reste malheureusement limité, aussi bien par les coûts qu’elle induit que par les infrastructures spéciales qu’elle demande et par son immobilité. Voilà pourquoi des chercheurs du MGH (Massachusetts General Hospital) ont fait en sorte de la rendre moins chère et portable. La présentation de leur prototype a été publiée le 23 novembre 2020 dans Nature Biomedical Engineering. Leur scanner portable, uniquement réservé à imager le cerveau, peut être transporté en chariot. Il utilise un aimant cylindrique aux terres rares compact et léger, de 122 kg – contre plusieurs tonnes actuellement.

L’ensemble du prototype (aimant, bobines, amplificateurs, console et chariot) ne dépasse pas les 230 kg et peut être déplacé par une seule personne. Avec des composants légers, il pourrait même descendre à 160 kg au total. Pouvant être branché à une simple prise standard, il est même plus silencieux que les appareils en service. Des versions futures de ce prototype pourraient venir équiper les ambulances, les cabinets de médecins et les lieux difficiles d’accès. Il améliorerait de façon significative l’accès à l’IRM du cerveau pour de nombreux patients, notamment pour des cas graves.