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Résoudre de grands problèmes à l’aide de microstructures

Parfois, les réponses aux plus grandes questions se cachent dans des endroits microscopiques. Par exemple sur la patte d’un gecko, le sillon d’une feuille de lotus, ou même l’aile multicolore d’un papillon. Le docteur Hendrik Holscher est chercheur au KIT (Karlsruhe Institute of Technology), en Allemagne, et, pendant une grande partie de sa carrière, il s’est intéressé à la nature pour chercher des solutions à certains des plus grands problèmes auxquels l’humanité est confrontée.

« En cherchant la meilleure manière de trouver des solutions à des problèmes comme la pollution et les marées noires, nous nous sommes tournés vers l’univers incroyablement diversifié de la flore et de la faune », explique-t-il. M. Holscher est responsable du projet Nanofur, une substance qui imite les microstructures poilues qu’on trouve sur différentes plantes et dans le règne animal. Elle est produite à l’aide d’un modèle de fabrication hautement évolutif et compétitif. Le résultat : un matériau extrêmement oléophile et hydrophobe qui élimine les polluants sans dommages pour l’écosystème environnant.

« Diverses créatures sont dotées de surfaces multifonctionnelles qui sont couvertes de nano-poils extrêmement denses », précise M. Holscher. « Ce type de matériau est proprement fascinant pour la communauté scientifique, car il présente de nombreuses applications potentielles dans le monde réel, notamment dans les domaines de l’autonettoyage, de la rétention d’air et de la séparation eau-pétrole. »

Les méthodes traditionnelles pour nettoyer le pétrole, comme l’utilisation de sciure de bois ou de fibres végétales, ne sont pas efficaces parce qu’elles absorbent aussi de grandes quantités d’eau. Cela capture peut-être les polluants, mais aussi tout le reste, avec très peu de contrôle, voire pas du tout. Avec le Nanofur, seul le pétrole est « écrémé » de la surface de l’eau.

Sans aller trop loin dans les détails « velus », le Nanofur a un tel pouvoir de répulsion qu’il reste couvert d’air quand on l’immerge dans l’eau. « Cet effet s’appelle la rétention d’air », indique M. Holscher, « parce que les objets recouverts de cette substance peuvent être immergés dans l’eau sans être mouillés ».

La technologie est tellement révolutionnaire que les chercheurs se bousculent déjà rien que pour imaginer les utilisations potentielles de ce matériau miraculeux ! Il réduit la traînée en fluidique, rend n’importe quoi étanche, et peut siphonner du pétrole avec une très grande précision.

Basés à Karlsruhe, M. Holscher et son équipe ont hâte de passer de l’expérimentation en laboratoire à la mise en œuvre dans le monde réel. Une vidéo publiée sur leur site Web montre les chercheurs en train d’utiliser de la Salvinia (une fougère aquatique dotée de feuilles particulièrement poilues) pour extraire une tache de pétrole d’une boîte de Petri. Instantanément, le pétrole s’accroche à la feuille comme si c’était un aimant, laissant la boîte de Petri parfaitement propre.

Pour faire son travail, M. Holscher ne reste pas vraiment derrière un bureau… C’est l’une des raisons pour lesquelles il doit être en mesure d’emporter ses technologies partout avec lui. « La plupart du temps, je suis sur le terrain, ou j’arpente le labo en tous sens. Avec mon ThinkPad, je peux prendre des notes, effectuer le rendu de croquis en 3D, et envoyer rapidement mes conclusions à mes associés. »

Lorsqu’il fait cours au KIT, la mobilité et les performances du ThinkPad facilitent énormément le travail d’enseignant de M. Holscher. Toujours à la recherche de manières ludiques d’interagir avec ses étudiants, M. Holscher souligne le fait que le ThinkPad est un outil d’enseignement qui stimule l’inspiration et constitue un indispensable appareil tout-en-un.

L’équipe du Nanofur travaille sur un prototype commercial, et même si ces membres ont sans aucun doute une myriade d’idées concernant la manière dont le produit pourrait être utilisé, ils s’intéressent aussi à ce qu’en pense le grand public. « À l’heure où nous nouons des liens avec des partenaires pour développer des produits, nous espérons que les gens se mettront à nous envoyer leurs propres concepts, aussi étranges et merveilleux soient-ils, parce que nous pensons vraiment que les possibilités sont infinies. »

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