De nombreux articles et appareils ménagers courants ont un revêtement qui améliore les performances. Par exemple, le mince revêtement en téflon des ustensiles de cuisine aide à empêcher les aliments de coller à la surface. Cependant, il est difficile de préparer - à température ambiante - le très adhérent, revêtements céramiques hautes performances couramment utilisés dans de nombreuses applications, comme l'électronique. Maintenant, des chercheurs japonais ont résolu ce problème.

Dans une étude publiée dans Matériaux électroniques appliqués ACS , des chercheurs de l'Université d'Osaka ont montré comment enduire le verre et le plastique - et vraisemblablement de nombreuses autres surfaces - d'une fine couche de céramique poreuse. Le processus de fabrication est simple, les matériaux sont bon marché, et les performances de détection de gaz de la céramique sont considérablement améliorées par rapport aux dispositifs actuels.

Le revêtement céramique des chercheurs, dioxyde de titane poreux, est un matériau passionnant.

"Le dioxyde de titane est bon marché et abondant, et a de nombreuses applications telles que la détection de gaz, " explique Tohru Sugahara, auteur principal. "Les films poreux ont un rapport surface/volume élevé, et peut détecter des analytes gazeux à des concentrations inférieures à celles des films non poreux correspondants."

Les chercheurs ont d'abord utilisé le revêtement par centrifugation pour déposer un film mince d'environ 1 micromètre d'épaisseur de dioxyde de titane poreux sur une surface en verre ou en plastique, en une seule étape. Ils ont ensuite testé deux approches pour faire adhérer fortement leurs films sur la surface :le frittage à haute température pour le verre, et lumière à haute intensité pour le plastique. Les deux approches retiennent les pores à l'échelle nanométrique et adhèrent fortement au film céramique.

Les films céramiques minces préparés par frittage à haute température ont obtenu des performances remarquables par rapport aux capteurs de gaz non poreux à base de titane. "Par exemple, la détection de gaz est rapide, " dit Sugahara. " Le temps de réponse - le temps nécessaire pour que le capteur atteigne une réponse optimale - est d'environ 1 seconde, alors que d'autres capteurs nécessitent quelques minutes."

Les chercheurs envisagent de nombreuses applications de leurs revêtements céramiques poreux. Par exemple, les virus peuvent être piégés dans les pores. Une fois pris, les virus peuvent être détruits en irradiant les films avec de la lumière UV ou visible, sans endommager les films. Une autre application est les agents de blanchiment; les films poreux diffusent beaucoup de lumière UV et visible. De nombreuses applications utiles sont possibles grâce à l'économie, approche directe des revêtements céramiques fortement adhérents.