Les experts en science des matériaux et nanotechnologies développent actuellement de nouveaux matériaux disposant de propriétés que mère nature ne met pas à notre disposition. Ces matériaux vont transformer le stockage de l’énergie, le transport, la médecine, l’électronique grand public…
Ces innovations de rupture accélèrent actuellement pour deux raisons. D’abord les nouveaux projets comme le Materials Genome Project utilisent des techniques avancées de machine learning pour accélérer les découvertes. Ensuite de nouveaux outils de fabrication permettent aux chercheurs de designer, à l’échelle atomique, les structures et donc de manipuler les formes, la géométrie et les tailles. De tels outils nous ont déjà permis de créer des matériaux à deux dimensions comme le graphène (qui est 200 fois plus résistant que l’acier à poids équivalent), et les métamatériaux (qui peuvent absorber, augmenter modifier les ondes électromagnétiques). Et ça n’est que le début : les composites en fibre de carbone permettent de construire des véhicules plus légers, les alliages avancés permettent la conception de nouveaux moteurs à réaction, les biomatériaux remplacent les articulations humaines, et les nanomatériaux révolutionnent le stockage de l’énergie et les ordinateurs quantiques.
Quels ont été, depuis 3 ans, les 5 innovations de rupture dans la science des matériaux ?
- La Materials Genome Initiative prédit les propriétés de milliers de nouveaux matériaux.
- Le graphène “augmente” les nouveaux appareils électroniques, les capteurs et les composites
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Les batteries métal-air rechargeables rendent les grilles de stockage d’énergie fiables et low cost
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Les circuits ultrafins en silicon s’emparent de l’électronique sur et dans le corps humain
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La robotique douce commence à changer l’interface homme-machine.
Que nous réserve les deux prochaines années d’après les experts ?
- Les métamatériaux vont se généraliser grâce aux superordinateurs, à l’intelligence artificielle et aux progrès dans les techniques de fabrication (nous pourrions être en mesure de fabriquer des objets invisibles par exemple)
- Les cellules solaires en perovskite pourraient remplacer les cellules photovoltaïques en silicium Si le taux de conversion des premières cellules solaires en perovskite était seulement de 4% il y a 5 ans, il devrait s’élever à 30% dans quelques années. Or le coût de ces cellules est entre 100 et 1000 fois moins élevé que les cellules solaires traditionnelles en silicium. Le déploiement devrait débuter en 2017.
- La Materials Genome Initiative exploite toute la puissance analytique de l’intelligence artificielle ce qui nous permettra de commercialiser de nouveaux matériaux beaucoup, beaucoup, beaucoup plus rapidement.
- Les nanotubes de carbone et le graphène vont faire entre la loi de Moore dans un nouveau paradigme et la prolonger.
- Les composites en fibre de carbone deviendront recyclables grâce à de récentes découvertes dans la chimie.
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