Pourquoi est-ce important: L’été arrive, et les unités de climatisation commenceront bientôt à bourdonner pour essayer de garder nos maisons et nos bureaux un peu plus frais que l’enfer ensoleillé qui nous attend à l’extérieur. Mais la climatisation s’accompagne d’un énorme gaspillage d’énergie électrique, qui à son tour apporte plus de gaz à effet de serre dans une atmosphère déjà en ébullition.

Comme le réchauffement climatique est un phénomène que les personnes saines d’esprit peuvent ressentir sur leur propre peau, nous avons désespérément besoin de technologies de refroidissement alternatives qui n’ajouteront plus d’émissions nocives à notre planète en surchauffe. Une solution potentielle à ce problème brûlant vient du refroidissement radiatif diurne passif (PDRC), qui est la capacité d’une surface à émettre sa propre chaleur dans l’espace sans qu’elle soit absorbée par l’air ou l’atmosphère.

Les matériaux PDRC peuvent devenir plusieurs degrés plus froids que l’air qui les entoure, et sans avoir besoin d’alimentation électrique ou d’autres sources d’énergie externes. Des surfaces de refroidissement passives pourraient être intégrées dans des bâtiments ou des voitures, favorisant un effet de refroidissement substantiel sans utiliser d’unités de climatisation ou d’autres méthodes actives à forte consommation d’énergie.

Des chercheurs de l’Université de Cambridge, au Royaume-Uni, travaillent sur un nouveau film de cellulose aux propriétés PDRC, un matériau végétal à deux couches qui se refroidit lorsqu’il est exposé à la lumière directe du soleil. Le film peut également être traité pour fournir des couleurs vives et irisées et une variété de textures qui aideraient à intégrer le matériau dans les meubles de maison ou les applications automobiles.

Les scientifiques britanniques ont présenté leurs résultats lors de la réunion hybride ACS Spring 2023, expliquant comment la cellulose est l’un des rares composés naturels pouvant favoriser un effet PDRC. L’ajout d’un pigment de couleur à un matériau est préjudiciable à l’effet PDRC susmentionné, car les pigments absorbent des longueurs d’onde spécifiques de la lumière visible et ne reflètent que la ou les couleurs que nous voyons. Le rayonnement électromagnétique absorbé est alors transformé en chaleur.

Pour résoudre le problème de chauffage, les chercheurs se sont concentrés sur des structures naturelles qui peuvent montrer un effet coloré qui ne nécessite pas la présence d’un pigment. Quelque chose comme l’effet prismatique observé sur une bulle de savon, qui est le résultat de la façon dont la lumière visible interagit avec la surface de la bulle au niveau microscopique.

L’effet est connu sous le nom de couleur structurelle, et Ph. D. Silvia Vignolini (chercheuse principale du projet) a découvert que les nanocristaux de cellulose d’origine végétale (CNC) peuvent être utilisés pour produire des films irisés et colorés sans ajout de pigments de couleur externes.

L’équipe de Vignolini a ajouté une deuxième couche au film irisé à base de CNC, en utilisant un matériau de couleur blanche à base d’éthylcellulose et en créant finalement un film bicouche coloré aux propriétés PDRC. Lorsqu’il était placé sous la lumière directe du soleil, le film était presque 7F plus frais que l’air ambiant. Coller ensemble les deux couches de cellulose a été la partie la plus difficile de la recherche, ont déclaré les scientifiques britanniques, mais le résultat final peut être adapté à une ligne de fabrication standard pour une production de masse.