Un matériau qui change la donne pour un vaisseau spatial règle sa propre température

Mère Nature est une source constante d'inspiration technologique. Mais elle a également eu des millénaires pour concevoir ses systèmes, il n’est donc pas facile de les recréer. Prenons le cas du corps humain, qui possède une multitude de miracles que les scientifiques ne sont plus capables de reproduire des générations en laboratoire.

La capacité du corps humain à réguler sa propre température n’est qu’une des caractéristiques que les scientifiques aimeraient recréer et mettre à profit. Et vendredi dernier, un groupe de chercheurs de l’Université de Nottingham a dévoilé un nouveau matériau polymère capable de le faire. Sous la direction de Mark Alston, professeur en conception environnementale, l'équipe s'est attaquée au défi de l'intégration d'un processus thermique complexe dans des matériaux conçus par l'homme. Les résultats publiés la semaine dernière dans un nouvel article de La nature

Comment un matériau peut-il réguler sa propre température

Alston et son équipe ont déclaré avoir été inspirés par les processus observés dans les feuilles et les tissus animaux et savaient que cela pouvait potentiellement résoudre le problème embêtant du contrôle de la température en science des matériaux, avec des applications allant du traitement des brûlures au voyage dans l'espace.

«La nature traite la gestion thermique d’une manière complètement différente», explique Alston. Inverse. "Alors la nature envisage une approche d'absorption, où elle exploite et capte activement l'énergie du rayonnement solaire dans un matériau, puis extrait l'énergie du matériau à utiliser pour la croissance, la prolifération de l'espèce ou la régulation de la température."

L'équipe a reproduit cette technique en créant des unités de taille A5 capables de capter et de rediriger de l'énergie.Les structures de type cellule redirigent l'énergie à l'aide de la fluidique, un domaine de recherche souvent utilisé en recherche médicale qui utilise les propriétés d'un liquide pour faire fonctionner un système. Les différences de pression ou de débit peuvent servir de commutateurs pour déclencher les réactions.

La physique peut sembler décourageante, mais votre corps utilise constamment la fluidique pour atteindre une température normale dans un processus plus familier, la transpiration.

"Tellement semblable au corps humain, où si nous sommes assis, le fluide dans notre corps ne se déplace pas aussi rapidement, donc il est faible débit", explique Alston. "Mais si nous commençons à courir très vite, le corps reconnaît un changement d'exigence, de sorte que le flux dans le corps humain commencera à augmenter la circulation plus rapidement car il a besoin d'énergie et donc nous transpirons plus."

A quoi servent-ils?

Le pouvoir de l'autorégulation thermique ouvre des opportunités astronomiques - dans les deux sens du terme. S'il est construit sous forme de silicium, le matériau pourrait être enroulé autour de la peau pour surveiller les blessures par brûlure, ou être réduit à la taille d'une puce et utilisé dans des semi-conducteurs. Mais plus particulièrement, s’il est intégré à la conception des engins spatiaux, ce matériau pourrait lutter contre le stress thermique intense qui accompagne un voyage dans l’espace.

Chaque cellule étant une unité individuelle fonctionnant sur la base de ses propres entrées, un grand nombre d'entre elles pourrait parfaitement s'intégrer aux applications spatiales. Les unités voisines peuvent avoir des réponses complètement différentes, de sorte que le corps d'un engin spatial, une unité exposée au soleil et une unité ombragée, peuvent être proches les unes des autres tout en maintenant une température confortable pour le matériel, le tout sans aucun travail manuel de l'équipage.. Dites au revoir à chauffer les taches.

Le groupe espère nouer des partenariats avec l’industrie spatiale pour étendre ses opérations et continuer à tester son matériel inspiré de la nature.

"La beauté de la nature, c'est qu'elle n'a pas l'air facile," dit Alston Inverse. C’est très résolu, fonctionnalisé, et c’est ce que nous essayons de faire."

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