19/01/2016 - Nanoparticules de perovskita pour améliorer la transmission de chaleur à l'intérieur des matériaux

Menéame

Enquêteurs Institut de nanoscience d'Aragon (INA) de la Université de Saragosse et de la société Syngaschem (Pays-Bas) ont développé les bases scientifiques pour la création de nano-charmes sensibles aux rayonnements hertziens.

Cela améliorerait l'efficacité de l'absorption des rayonnements, permettant de concentrer l'énergie sur des sites spécifiques et, dans certaines circonstances, de chauffer un point précis à l'intérieur d'un matériau sans affecter l'environnement environnant.

Obtenir un chauffage hautement localisé est très difficile: de par leur nature même, des mécanismes habituels de transmission de chaleur comme conduite ou convection, sont incapables de fournir une haute précision spatiale. Le problème devient encore plus complexe si l'on veut amener l'énergie précisément à des endroits spécifiques dans un matériau. Dans ce cas, l'interaction sélective des nanoparticules avec les champs électromagnétiques devient l'option la plus appropriée, la seule pouvant fournir une précision nanométrique.

Nanoparticules de perovskita

En particulier, des nanomatériaux (nanoparticules de perovskite à composition définie) ont été développés dans le cadre de cette recherche, qui agissent comme des puits de rayonnement et sont capables d'une réponse extrêmement efficace aux rayonnements hertziens, avec des vitesses de chauffage de plus de 650 °C/s.

Le magazine Nano Energy publie les résultats de l'étude "Nano-Heaters: New Insights on the outstanding deposition of energy on perovskite nanoparticles," à laquelle ont participé les chercheurs Miguel Escuin, Nuria Navascués, Reyes Mallada et Jesús Santamaría, de l'INA, en collaboration avec José Gracia, actuellement dans la société Syngaschem.

Les premiers résultats ont été axés sur l'incitation de points chauds pour catalyser la combustion dans les processus d'élimination des polluants. Ils se trouvent généralement à des concentrations très faibles (partie par million), et leur destruction par combustion implique de chauffer toute la masse de gaz à la température nécessaire, plusieurs centaines de degrés. "C'est-à-dire, supposons que nous souhaitions éliminer par exemple des molécules responsables d'odeur mauvaise qui sont à une concentration de 20 parties par million. Pour brûler ces 20 parties de polluant, nous devons également chauffer les 999.980 parties d'air qui les accompagnent, un gaspillage d'énergie. L'idée serait de transférer l'énergie seulement au point où elle est nécessaire (catalyseur), et de concentrer là les polluants, en évitant de chauffer le reste de la masse gazeuse," explique Jésus Santamaría, directeur adjoint de l'INA et professeur d'ingénierie chimique de l'Université de Saragosse.

Bien que les premiers résultats de la recherche aient été exploités pour catalyser les processus de combustion, il existe une multitude d'applications potentielles dans des domaines allant de l'allumage des matériaux énergétiques aux traitements en médecine. Ainsi, des nanoparticules magnétiques ou métalliques ont été étudiées jusqu ' à présent pour des applications d'hyperthermie (par exemple pour détruire des tumeurs par chauffage à l'intérieur de l'espace), en utilisant des champs magnétiques ou des champs lasers pour produire les augmentations de température souhaitées. Cette étude permet d'élargir considérablement les possibilités de chauffage avec une précision nanométrique, en incluant les champs de micro-ondes.

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Aragon Enquête

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