actualités 2019

Des ingénieurs chimistes de l'EPFL ont conçu un matériau capable de capter le dioxyde de carbone de gaz de combustion humides de manière plus efficace que les matériaux commerciaux actuels. Leur travail a été publié dans la revue Nature. De manière générale, on entend par «gaz de combustion» tout gaz résultant d'une combustion dans un foyer, un fourneau, une chaudière ou un générateur de vapeur et sortant d'un conduit, d'un échappement, d'une cheminée, etc.

Le graphène, structure bidimensionnelle du carbone, est un matériau aux excellentes propriétés mécaniques, électroniques et optiques. Cependant, il ne semblait pas utilisable pour les applications magnétiques jusqu'à présent. En collaboration avec des partenaires internationaux, les chercheurs de l'Empa ont réussi à synthétiser une molécule prédite dans les années 70 qui prouve que certaines nanostructures de graphène ont des propriétés magnétiques qui pourraient permettre de futures applications spintroniques.

Des physiciens de Suisse, d'Allemagne et de France ont découvert que des ondes acoustiques de grande amplitude émises par des impulsions laser ultrarapides permettent la manipulation dynamique de la réponse optique de semiconducteurs. Un des principaux défis de la recherche en science des matériaux, c'est d'atteindre une accordabilité élevée des propriétés optiques de semiconducteurs à température ambiante.

Inventée à l'EPFL, une nouvelle méthode laser permet d'imprimer en 3D des pièces métalliques inédites, résistant à de hautes températures, à l'endommagement et à la corrosion. Les applications vont de l'aéronautique aux turbines du domaine énergétique. Depuis son arrivée dans le monde industriel, l'impression 3D ou fabrication additive a drastiquement transformé les modes de production.

Des chercheurs de l'Institut Paul Scherrer PSI ont mis au point une méthode de diffusion des rayons X aux petits angles qui peut être utilisée pour le développement ou le contrôle qualité de matériaux composites novateurs renforcés de fibres. Grâce à elle, les analyses de ces matériaux pourraient se faire à l'avenir non seulement par recours aux rayons X issus de sources puissantes comme la Source de Lumière Suisse SLS, mais aussi avec le rayonnement issu de tubes à rayons X conventionnels.

Une particule issue de l'électron offre de nouvelles solutions pour la réalisation d'appareils plus efficaces et économes en électricité. Des chercheurs de l'EPFL s'en font une spécialité. C'est une nouvelle manière d'envisager l'électronique. Elle se base sur l'exciton, une quasi particule qui se forme lorsqu'un matériau absorbe de la lumière et sur laquelle des chercheurs de l'EPFL mènent actuellement des recherches poussées.

Une équipe de chercheurs acoustiques de l'Empa a réussi à construire des structures cristallines macroscopiques qui utilisent la rotation interne pour atténuer la propagation des ondes sonores. Cette méthode permet de construire des matériaux très légers et rigides qui peuvent aussi "avaler" particulièrement bien les basses fréquences, rapportent les auteurs dans la revue Nature Communicatons.

Jouer un morceau de musique de manière qu'il sonne comme son compositeur l'entendait. On s'y intéresse beaucoup, mais comment réunir les rares instruments d'époque' Une autre démarche est d'en réaliser de fidèles copies. L'Empa collabore avec une équipe de chercheurs qui analysent des répliques d'anciens - en l'occurrence des trombones - en vue de recréer le son typique d'antan.

Il est difficile de vérifier si une plaie couverte d'un pansement est en train de guérir ou non. Des chercheurs de l'Empa en ont trouvé le moyen - digne des films de James Bond. Le calibrage ciblé et resserré d'un rayonnement de la gamme des terahertz pourrait permettre l'analyse de tissus multicouches et également faciliter le diagnostic et le traitement de dépôts dans les vaisseaux sanguins.

Le verre peut-il fluer aux températures ambiantes et résister ainsi aux chocs? C'est ce que prédisait une théorie des années 70. Des chercheurs de l'Empa en ont maintenant apporté la preuve. Ce résultat pourrait permettre d'imprimer des microstructures de verre en 3D. Ce que nous avons mesuré, personne au monde ne l'avait encore vu», remarque Rajaprakash Ramachandramoorthy.

Le mot «corrosion» vient du latin «corrodere», ronger. Il désigne la détérioration progressive d'un matériau par l'effet de substances agressives présentes dans l'environnement. Les spécialistes de l'Empa sont à l'avant-garde de l'étude de ce genre de phénomènes et trouvent souvent le moyen d'y remédier avant qu'ils ne provoquent des catastrophes telles que celle de Gênes.

Le bois, un matériau high-tech? Grâce aux travaux de délignification du bois de Marion Frey, Tobias Keplinger et Ingo Burgert, on touche presque au but. Le matériau tiré du bois que l'équipe de chercheurs de l'Empa et de l'EPFZ a mis au point peut prendre toute sorte de forme, offre une résistance trois fois supérieure au bois d'origine et se prête aux applications les plus variées.

Lorsqu'un os éclate, les chirurgiens en réunissent les fragments au moyen de vis orthopédiques. Les vis en magnésium qui se dissolvent lentement dans le corps épargnent au patient une opération supplémentaire, réduisant d'autant les risques d'infection. Mais ce qu'il advient de ces implants dans le corps reste mal compris.

Des chercheurs de l'ETH Zurich, de l'Empa et de l'Université de Stuttgart présenteront une méthode permettant de modeler des panneaux de bois selon une forme préalablement calculée dans un processus de séchage contrôlé sans force mécanique. Le bois est une ressource renouvelable et populaire en tant que matériau de construction durable.

Des ingénieurs chimiques de l'EPFL ont mis au point une nouvelle classe de membranes à haut rendement pour le captage du carbone qui dépassent de loin les objectifs actuels. Le dioxyde de carbone est un des principaux gaz à effet de serre. Une grande partie du CO2 produit lorsqu'on brûle des combustibles fossiles est libérée dans l'atmosphère, aggravant ainsi le réchauffement climatique.

Les réseaux organométalliques (MOF) poreux peuvent servir à différentes applications, comme le captage de carbone et la purification de l'eau. Cependant, les MOF à larges pores ont tendance à s'effondrer. Des chimistes et des ingénieurs chimiques de l'EPFL ont résolu ce problème en ajoutant une petite quantité d'un polymère aux pores des MOF, ce qui les empêche de s'écrouler.

Afin d'estimer pour la première fois l'ampleur de la pollution du plastique en Suisse avec précision, l'Office fédéral de l'environnement (OFEV) a chargé les chercheurs de l'Empa de calculer les quantités de plastique qui finissent dans l'environnement. L'Empa a recensé les sept matières plastiques les plus utilisées.

Le coeur reste l'un des grands défis de la médecine moderne. En Europe, plus de 10 millions de personnes souffrent d'une insuffisance cardiaque et beaucoup d'entre elles ont besoin d'une greffe du coeur. Dans l'attente, on leur pose une pompe cardiaque artificielle, mais ces pompes ne sont pas à l'abri de complications.

Les méthodes d'analyse utilisées dans l'étude des matériaux peuvent-elles nous aider à mieux comprendre nos os? Pour une jeune équipe de chercheurs de l'Empa de Thoune, c'est la bonne approche. L'ostéoporose touche toute la population. Une femme sur trois et un homme sur cinq souffrent avec l'âge d'une perte de substance osseuse.

Les biofilms sont des amas extrêmement résistants de germes qui posent bien des problèmes, en particulier dans les hôpitaux. Ils se développent à la manière d'un organisme, s'étendent sur les plaies ou colonisent implants et produits médicaux. On compte sur des matériaux biomédicaux aux surfaces novatrices pour leur faire obstacle.