Des nanomatériaux autorégulés qui adaptent leur comportement à la lumière
- Innovation
- Institut d'Optique
- Laboratoire Charles Fabry, Nanophotonique
Un résultat récent, issu d’une collaboration entre le LCMCP (H. Amyar, M. Faustini), le LCF (H. Benisty, M. Besbes) et le C2N (A. Cattoni), propose un dispositif capable d’auto-réguler son absorption de lumière en fonction de son intensité. Il repose sur l’association de deux briques complémentaires : une métasurface plasmonique de nano-antennes d’or, capable d’absorber la lumière et de la convertir en chaleur, et un film poreux de type Metal-Organic Framework (MOF) dont l’indice est très sensible à la température via l’importante quantité d’eau qu’il adsorbe. Lors d’un chauffage sous une forte intensité lumineuse, de la vapeur d’eau sort des nanopores du film de MOF, ce qui abaisse son indice optique. Ce changement décale alors la résonance des nano-antennes, dont la contribution à l’absorbance est alors très diminuée. Ainsi, lorsque l’intensité lumineuse augmente, le système absorbe automatiquement moins de lumière et limite son échauffement. Cette boucle de rétroaction thermo-optique confère au dispositif un comportement auto-régulé, comparable à celui d’un thermostat à l’échelle nanométrique.
Ces résultats, publiés dans la revue Nature Communications, ouvrent de nouvelles perspectives pour le développement de matériaux autonomes capables de s’adapter et d’évoluer sans contrôle externe. À terme, ils pourraient trouver des applications dans l’optique adaptative, la gestion thermique, les capteurs intelligents ou encore des dispositifs capables de fonctionner selon des rythmes programmés, à l’image des systèmes biologiques.
La publication est récemment parue dans la revue Nature Communications [1]. Une actualité du CNRS a été publié à ce sujet.