Sciences

L'étrange pouvoir du métal noir

ActualitéClassé sous :physique , laser , femtoseconde

Sous l'impulsion ultra-brève d'un puissant laser, à peu près n'importe quel métal devient noir comme du charbon. Cette surprenante propriété pourrait être exploitée de multiples manières, pour réaliser des détecteurs de lumière plus sensibles ou pour catalyser des réactions chimiques.

Choux-fleurs, puits, tresses… Un coup de laser femtoseconde sculpte le métal à l'échelle du nanomètre. L'augmentation de surface qui en résulte accroît la capacité à absorber la lumière et à adsorber les molécules. Crédit : The Institute of Optics / Unive

Pour peindre en noir une pièce de métal, la nouvelle recette est simple dans le principe : la soumettre à une impulsion laser très puissante et surtout extrêmement brève, de l'ordre de la femtoseconde (10-15 seconde). C'est ce qu'a réalisé l'équipe de Chunlei Guo, de l'institut d'optique de l'université de Rochester (Etat de New-York).

Nanosculpture

Sous l'effet de cet énorme apport d'énergie concentré sur une surface minuscule, le métal se déforme, créant de nombreuses nanostructures, en creux et en bosses. A très petite échelle, la morne plaine se transforme en un relief tourmenté. Le résultat est une augmentation considérable de la surface totale.

La première conséquence est visible. Le métal absorbe beaucoup plus efficacement la lumière et prend un aspect noir mat. Une première famille d'applications apparaît immédiatement : il y a là le moyen de fabriquer des détecteurs de lumière très sensibles.

Cette curiosité de laboratoire pourrait aussi intéresser les chimistes. Pour catalyser des réactions, on utilise en effet souvent des structures métalliques sur lesquelles les molécules se fixent temporairement - on parle d'adsorption -, facilitant les contacts entre elles. Gravée à si petite échelle, la surface du métal noir devrait constituer un excellent adsorbant et donc un catalyseur particulièrement efficace.

L'un des membres de l'équipe, Anatoliy Vorobyev, étudie déjà comment appliquer cette propriété aux piles à combustible. Pour ces générateurs d'électricité à hydrogène, on en est encore à chercher le bon catalyseur, plus économique que le platine utilisé actuellement. Le métal noir apparaît comme un bon candidat...