Un nouveau, le gel super-isolant développé par les chercheurs de CU Boulder pourrait augmenter considérablement l'efficacité énergétique des gratte-ciel et autres bâtiments, et pourrait un jour aider les scientifiques à construire des habitats de type serre pour les colons sur Mars.

L'« aérogel, " qui ressemble à une lentille de contact en plastique aplatie, est si résistant à la chaleur que vous pourriez en mettre une bande sur votre main et un feu dessus sans rien ressentir. Mais contrairement aux produits similaires sur le marché, le matériau est principalement transparent.

"La transparence est une caractéristique habilitante car vous pouvez utiliser ce gel dans Windows, et vous pourriez l'utiliser dans des habitats extraterrestres, " dit Ivan Smalyukh, professeur au Département de physique. "Vous pourriez récolter la lumière du soleil à travers ce matériau thermiquement isolant et stocker l'énergie à l'intérieur, vous protéger de ces grandes oscillations de température que vous avez sur Mars ou sur la Lune."

Le gel du groupe est aussi moins cher à produire car il vient de modestes débuts :les déchets de bière.

Les aérogels contiennent au moins 90 % de gaz en poids, Smalyukh a expliqué, mais leur caractéristique déterminante est l'air. Leurs films minces sont constitués de motifs entrecroisés de matériau solide qui emprisonnent l'air à l'intérieur de milliards de minuscules pores, semblable aux bulles dans du papier bulle. C'est cette capacité de piégeage qui en fait de si bons isolants.

"Vous créez un réseau très tortueux de ces nanoparticules qui se lient dans l'aérogel, empêcher la chaleur de passer, " a déclaré Smalyukh.

Aérogels les plus actuellement disponibles, cependant, sont opaques - un gros problème si vous voulez les utiliser pour revêtir des fenêtres.

Pour faire un autre type de gel, Smalyukh et ses collègues commencent par la cellulose de sucre végétale commune. En contrôlant soigneusement la façon dont les molécules de cellulose se lient, l'équipe est capable de les orienter dans un motif en forme de treillis. Ce modèle est si uniforme, il a dit, qu'il laisse passer la lumière sans être dérangé, donnant au gel son aspect transparent.

Les chercheurs peuvent fabriquer de la cellulose en ajoutant des bactéries spécialisées à un large éventail de déchets alimentaires. L'équipe s'est rendue dans des brasseries de la région de Boulder pour collecter des pots de moût de bière, ou le liquide résiduaire produit pendant le processus de brassage.

"Donc, non seulement nous recyclons et préservons ce matériau précieux d'entrer dans la décharge, mais nous produisons aussi cette matière première à moindre coût, " a déclaré Andrew Hess, un doctorat étudiant en physique à CU Boulder.

Le produit final des efforts de l'équipe est une mince, film souple environ 100 fois plus léger que le verre.

Cela pourrait être particulièrement utile pour les bâtiments aux États-Unis. Selon le ministère de l'Énergie, environ un quart de l'énergie dépensée pour chauffer et refroidir les bâtiments aux États-Unis sert à compenser la perte de chaleur par les fenêtres, coûtant potentiellement des milliards de dollars aux exploitants de bâtiments par an.

« Nous envisageons un produit de modernisation qui serait essentiellement un film pelable et collant qu'un consommateur achèterait chez Home Depot, " dit Hess.

Smalyukh et ses collègues ont exploré des partenariats avec des entreprises de fabrication de fenêtres et plus tôt cet été, leur projet a été nommé l'un des lauréats du concours iTech 2018 de la NASA. Ce concours national recherche des technologies liées à la Terre qui pourraient un jour aider les gens à voyager dans l'espace.

« Notre approche jusqu'à présent a été autour des fenêtres, " Hess a dit. " Cependant, nous voyons également notre technologie permettre de nombreuses autres applications, y compris des vêtements intelligents, pour isoler les voitures et protéger les pompiers."