Une équipe de recherche de l'Université du Tohoku, Nissan Motor Co., Université de Shinshu, et l'Université d'Okayama a fait une découverte révolutionnaire dans la quête pour remplacer les hydrofluorocarbures dans les systèmes de réfrigération par des réfrigérants naturels tels que l'eau et l'alcool. Leur étude a consisté à réaliser une transition de phase liquide-gaz via une nanoéponge, un doux, matériau élastique muni de petits nanopores inférieurs à 10 nanomètres. Leurs découvertes pourraient conduire à des réfrigérants plus efficaces avec une empreinte carbone plus faible.

Les systèmes de réfrigération sont largement utilisés dans les climatiseurs et les réfrigérateurs. Les systèmes conventionnels utilisent des hydrofluorocarbures comme réfrigérant. Cependant, les hydrofluorocarbures sont des super polluants. Leur potentiel de réchauffement global est environ 1 300 fois supérieur à celui du CO 2 .

L'équipe de chercheurs a réalisé avec succès une transition de phase liquide-gaz à l'aide d'une nanoéponge. Quand un normal, l'éponge humide est pressée, naturellement, l'eau devrait sortir. Cependant, lors de l'utilisation d'une nanoéponge avec une taille de pores inférieure à 10 nanomètres, un phénomène différent se produit. Même à basse pression, l'éponge retient son liquide.

Lors de l'application de la force, cependant, le liquide expulsé s'évapore immédiatement en gaz. Par ailleurs, à mesure que l'éponge reprend sa forme naturelle, il adsorbe à nouveau le gaz sous forme liquide dans les nanopores.

Jusqu'à maintenant, les chercheurs n'ont pas réalisé le processus de compression des matériaux nanoporeux car les matériaux conventionnels sont trop durs pour être déformés. Néanmoins, l'équipe a contourné cela en créant leur propre soft, élastique, matériaux nanoporeux, constitué d'une seule couche de parois de graphène. Ils ont mesuré leurs résultats à l'aide d'un équipement artisanal conçu pour surveiller la transition de phase liquide-gaz lorsqu'une force mécanique est appliquée.

L'équipe a réfléchi à la méthode de compression après avoir développé des matériaux nanoporeux mous. Mais même eux ne pouvaient pas anticiper que leur prédiction deviendrait réalité du premier coup.

À ce jour, il n'y a eu que deux méthodes pour convertir le liquide piégé en gaz :le chauffage, ou en diminuant la pression en phase gazeuse. La méthode de compression offre une troisième voie, générer un nouveau thème dans le domaine de la chimie physique et ouvrir la voie à des systèmes de réfrigération plus respectueux de l'environnement. Truc cool!