Des chercheurs de l’université de Californie à San Diego ont mis au point une technologie portable qui peut cacher son porteur face aux capteurs de détection de chaleur tels que des lunettes de vision nocturne, même lorsque la température ambiante change – un exploit que la technologie de pointe actuelle ne peut égaler. Cette technologie peut s’adapter aux changements de température en quelques minutes seulement, tout en assurant le confort de l’utilisateur.
L’appareil, qui en est au stade de la validation du concept, possède une surface qui se refroidit ou se réchauffe rapidement pour s’adapter à la température ambiante, camouflant ainsi la chaleur corporelle du porteur. La surface peut passer de 10 à 38 degrés Celsius en moins d’une minute. Pendant ce temps, l’intérieur reste à la même température que la peau humaine, ce qui le rend confortable pour le porteur. L’appareil sans fil peut être intégré dans un tissu, comme un brassard par exemple. Une version plus avancée peut être portée comme une veste.
Pour construire l’appareil, l’équipe s’est tournée vers un matériau à changement de phase similaire à la cire mais avec des propriétés plus complexes. Le point de fusion du matériau est de 30 degrés Celsius, la même température que la température de surface de la peau humaine. Si la température à l’extérieur de l’appareil est supérieure à cette température, le matériau fond et se stabilise, isolant le porteur ; s’il est plus froid, il se solidifie lentement, agissant toujours comme une couche isolante.
L’équipe, dirigée par Renkun Chen, professeur d’ingénierie mécanique et aérospatiale à l’université de San Diego, a détaillé ses travaux dans un récent numéro de la revue Advanced Functional Materials.
Au cœur de la technologie se trouvent des matériaux qui peuvent créer des effets de chauffage ou de refroidissement lorsque la température ambiante change, et des composants électroniques flexibles qui peuvent être intégrés dans les vêtements. La couche extérieure de l’appareil est pilotée par une technologie que Chen et ses collègues ont détaillée dans un article paru dans Science Advances en mai 2019.
Elle est constituée d’alliages thermoélectriques, des matériaux qui utilisent l’électricité pour créer une différence de température entre des feuilles d’élastomère extensible. Il est alimenté par une batterie et contrôlé par une carte de circuit imprimé sans fil. L’appareil se refroidit ou se réchauffe physiquement à une température choisie par le porteur.
La technologie de camouflage thermique de pointe actuelle consiste en un revêtement de surface qui modifie la quantité de chaleur émise par le vêtement à la surface. Le revêtement absorbe la chaleur du corps de l’utilisateur et ne réfléchit qu’une quantité d’énergie suffisante pour correspondre à la température ambiante. Cependant, le revêtement ne fonctionne qu’à une température prédéterminée. Si la température ambiante augmente ou diminue, il ne fonctionne plus.
Le plus grand défi des chercheurs est maintenant de développer cette technologie. Leur objectif est de créer une veste intégrant cette technologie, mais dans les conditions actuelles, le vêtement pèserait 2 kilogrammes, aurait une épaisseur d’environ 5 millimètres et ne fonctionnerait qu’une heure. L’équipe cherchera à trouver des matériaux plus légers et plus fins pour que le vêtement puisse peser deux ou trois fois moins.
Les travaux ont été soutenus par l’Agence pour les projets de recherche avancée et par une subvention de démarrage de l’Université de San Diego. Les travaux ont été réalisés en partie dans l’infrastructure de nanotechnologie de San Diego (SDNI) à l’Université de Californie à San Diego, membre de l’infrastructure nationale coordonnée de nanotechnologie, qui est soutenue par la Fondation nationale des sciences.
https://ucsdnews.ucsd.edu/pressrelease/wearableheatcamouflage
