Avec la nanotechnologie et la lumière du soleil pour une meilleure transparence

Les skieurs, les porteurs de lunettes, les photographes et les automobilistes le savent bien : si l'on sort du froid pour se rendre dans un endroit où il fait humide, les lunettes, l'objectif photo ou le pare-brise peuvent s'embuer. Des chercheurs de l'ETH Zurich ont désormais développé un nouveau revêtement de matériau transparent qui réduit très fortement la formation de buée. Il s'agit d'un revêtement durable de quelques nanomètres d'épaisseur seulement, composé de nanoparticules d'or intégrées dans de l'oxyde de titane, un matériau non conducteur.

"Ce revêtement absorbe la part infrarouge ainsi qu'une petite partie de la lumière visible du soleil et transforme les deux en chaleur", explique Christopher Walker, doctorant dans le groupe du professeur de l'ETH Dimos Poulikakos et premier auteur de l'étude correspondante. La surface se réchauffe ainsi jusqu'à 3 ou 4 degrés Celsius. Cette différence de température empêche la formation de buée.

Chauffage passif

Dans les voitures aussi, la chaleur permet de lutter contre la buée sur les vitres. On chauffe le pare-brise avec le chauffage du véhicule et la lunette arrière avec des fils chauffants qui y sont fixés. Contrairement à cela, le nouveau revêtement des chercheurs de l'ETH fonctionne de manière passive. Aucune autre source d'énergie que le soleil n'est nécessaire, c'est pourquoi le revêtement est également adapté aux objets portables comme les lunettes.

La particularité de la nouvelle surface : "Normalement, ce sont des surfaces sombres qui absorbent la lumière et la transforment en chaleur", explique Efstratios Mitridis, également doctorant dans le groupe de Poulikakos. "Nous avons créé une surface transparente qui peut également le faire".

Mieux qu'un spray antibuée

Lors de la formation de buée, de minuscules gouttelettes d'eau se condensent sur une surface lorsque la température chute brutalement ou que l'humidité augmente soudainement. Ces gouttelettes réfractent la lumière incidente dans différentes directions, ce qui provoque l'opacité. Outre la chaleur, il est également possible d'éviter la formation de buée en enduisant la surface de composés hydrophiles (qui attirent l'eau). Ceux-ci font en sorte que l'eau qui se condense forme un film liquide fin et régulier au lieu de gouttelettes. Les sprays antibuée pour lunettes utilisent généralement ce principe.

Des tests ont montré que si l'on expose des surfaces embuées à la lumière du soleil, celles qui sont recouvertes de nanoparticules d'or et d'oxyde de titane sont débarrassées de la buée quatre fois plus vite que celles qui sont recouvertes de substances antibuée traditionnelles. "Avec les sprays, il arrive aussi souvent que le film antibuée sèche ou que sa répartition ne soit pas uniforme, ce qui lui fait perdre son efficacité", explique Walker, doctorant à l'ETH. "De plus, un revêtement durable comme le n?tre est beaucoup plus résistant que le traitement par spray, qu'il faut renouveler presque quotidiennement".

Les scientifiques de l'ETH souhaitent maintenant amener cette nouvelle méthode à maturité commerciale en collaboration avec un partenaire industriel. "Nos objectifs sont d'optimiser davantage le revêtement, déjà robuste à l'heure actuelle, afin qu'il reste stable pendant des années, et d'adapter la technologie de l'échelle du laboratoire à une échelle industrielle", explique Walker. L'éventail des applications possibles est large, notamment les vitres de voiture et les rétroviseurs ou les lunettes de ski et de plongée.