Les scientifiques de l’Université du Queensland ont résolu un problème qui frustre les chimistes et les physiciens pendant des années, menant potentiellement à une nouvelle ère de technologies puissantes, efficaces et respectueuses de l’environnement.
En utilisant la mécanique quantique, le professeur Ben Powell de l’École de mathématiques et de physique de l’UQ a découvert une « recette » qui permet aux interrupteurs moléculaires de fonctionner à température ambiante.
« Les commutateurs sont des matériaux qui peuvent basculer entre deux ou plusieurs états, tels que marche et arrêt ou 0 et 1, et sont à la base de toutes les technologies numériques », a déclaré le professeur Powell. « Cette découverte ouvre la voie à des technologies plus petites, plus puissantes et économes en énergie. Vous pouvez vous attendre à ce que les batteries durent plus longtemps et que les ordinateurs fonctionnent plus rapidement. »
Jusqu’à présent, la commutation moléculaire n’était possible que lorsque les molécules étaient extrêmement froides, à des températures inférieures à moins 250 degrés centigrades. « Sur le plan technique, c’est un gros problème », a déclaré le professeur Powell.
« En suivant cette « recette » détaillée, les chimistes devraient pouvoir faire fonctionner les interrupteurs moléculaires à température ambiante. »
« Cela ouvrira la porte à une multitude d’avancées technologiques, telles que l’amélioration des examens IRM qui pourraient conduire à une détection plus précoce de maladies comme le cancer. »
« Ces matériaux peuvent également être utilisés pour les capteurs, la capture et le stockage du carbone, les piles à combustible à hydrogène et comme actionneurs, qui peuvent transformer l’électricité en mouvement, ce qui serait utile pour les robots. »
« Toutes ces applications nécessitent des matériaux qui peuvent être commutés à température ambiante ou au-dessus, c’est pourquoi notre découverte est si importante. »
« L’utilisation de ces matériaux réduira également la charge sur l’environnement car la consommation d’énergie des ordinateurs sera réduite, ce qui contribuera à la lutte contre le changement climatique. »
Les chercheurs de l’UQ collaboreront avec des chimistes de l’Université de Sydney et de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud, pour fabriquer de nouveaux matériaux afin de tester la nouvelle « recette ».
La recherche est publiée dans le Journal de l’American Chemical Society.
M. Nadeem et al, Toward High-Temperature Light-Induced Spin-State Trapping in Spin-Crossover Materials: The Interplay of Collective and Molecular Effects, Journal de l’American Chemical Society (2022). DOI : 10.1021/jacs.2c03202