Des chercheurs de l’Université technologique de Hambourg ont produit du platine nanoporeux (np-Pt), une matrice de platine contenant de minuscules pores pour augmenter la conduction énergétique, en grande quantité et de manière rentable, dans le but d’améliorer les matériaux des actionneurs.
Les actionneurs sont des composants de machines courants qui convertissent l’énergie en mouvement, comme les muscles du corps humain, les éléments vibrants des téléphones portables ou les moteurs électriques.
Les matériaux d’actionneurs idéaux ont besoin de bonnes propriétés électrochimiques pour conduire de manière répétée des courants électriques constitués d’électrons circulant et d’excellentes propriétés mécaniques pour résister aux contraintes physiques associées à un mouvement continu.
C’est là qu’intervient le nouveau matériau np-Pt, car il est constitué d’un réseau aléatoire et interconnecté de brins ou ligaments de platine très fins, aussi petits que deux nanomètres (10-9 m) de diamètre, qui créent de minuscules pores entre les deux. les brins, améliorant ainsi le mouvement des électrons ou des atomes chargés à travers le matériau.
Il est important de noter que l’équipe a utilisé une méthode de fabrication efficace qui a réduit le coût associé à la synthèse d’un np-Pt. En diminuant le diamètre des brins de Pt, le rapport surface/volume et la stabilité mécanique du matériau np-Pt augmentent, améliorant ainsi les performances de l’actionneur du matériau.
Dans un article publié dans la revue Matériaux et dispositifs énergétiquesles chercheurs notent que comparé à d’autres métaux et matériaux nanoporeux étudiés pour leur utilisation potentielle comme actionneurs, le np-Pt est physiquement plus robuste et fonctionnerait probablement bien comme matériau de capteur ou de détecteur par rapport à d’autres matériaux nanoporeux trop fragiles.
« La fine taille du ligament du np-Pt pourrait fournir une surface accrue, ce qui ferait de ce matériau un catalyseur prometteur de réactions chimiques ainsi qu’un matériau actionneur », a déclaré Haonan Sun, premier auteur de l’article, dans un communiqué aux médias.
Selon Sun, en tant que catalyseur, le np-Pt accélérerait la vitesse de réactions chimiques spécifiques. Cependant, selon lui, la principale avancée de cette recherche réside dans le fait que lui et son équipe ont obtenu du np-Pt en vrac par désalliage électrochimique.
« Les études antérieures sur le np-Pt étaient toutes basées sur des nanoparticules ou des films préparés à partir de particules de Pt commerciales plus coûteuses. Ainsi, la méthode simple et peu coûteuse de désalliage augmente le caractère pratique du np-Pt et rend possible des recherches plus approfondies », a déclaré le scientifique.
Plus précisément, le désalliage est un processus de lixiviation sélective ou de corrosion dans lequel un composant d’un alliage, ou d’un mélange de matériaux, est sélectivement éliminé du matériau. Avant le processus de désalliage, le matériau est un mélange uniforme. Après le processus de lixiviation sélective, les matériaux mélangés les plus chimiquement actifs sont partiellement éliminés du matériau, laissant derrière eux de minuscules pores.
Dans ce cas, le np-Pt a été fabriqué par lixiviation sélective du cuivre d’un alliage platine-cuivre (Pt15Cu85) à l’aide d’acide sulfurique (H2SO4).
Avant cette étude, le np-Pt n’avait jamais été fabriqué en grandes quantités.
L’équipe de recherche suggère que les performances réussies du np-Pt en vrac servent de modèle pour le développement d’autres métaux nanoporeux qui pourraient être étudiés pour leur pertinence en tant que matériaux d’actionneurs potentiels, capteurs de contrainte ou catalyseurs de réactions chimiques.
