Alliages pour composants optiques Conserver la structure de l'or et de l'argent lors d'alliages

de Auteure : Valérie Geneux, EPFL

Des chercheurs de l'EPFL ont trouvé un moyen de conserver les structures de l'or et de l'argent lors d'une fusion des deux matériaux à basse température. Cette découverte sera bénéfique pour fabriquer des composants optiques, tels que des lentilles ou des hologrammes, car ces nouveaux alliages reflètent l'ensemble des couleurs du spectre.

Fournisseurs liées

Olivier Martin et Jeonghyeon Kim, chercheurs travaillant sur le projet.
Olivier Martin et Jeonghyeon Kim, chercheurs travaillant sur le projet.
(Source : Alain Herzog)

En optique, l'or, l'argent, le cuivre et l'aluminium sont utilisés, car ils réfléchissent certaines couleurs. L'or reflète les teintes de rouge et l'argent les teintes de bleu. Les scientifiques s'intéressent à ces métaux en infime quantité, de l'ordre de nanomètre. En effet, les nanostructures possèdent une réponse optique complètement différente de celle des matériaux en vrac. À petite échelle, cela signifie que la lumière interagit avec eux autrement que s'ils se trouvaient en grande concentration, comme un lingot d'or par exemple. Les chercheurs du laboratoire de nanophotonique et métrologie de la faculté des sciences et techniques de l'ingénieur se sont lancé un défi : obtenir toutes les teintes de couleurs avec un seul et même matériau.

Obtenir les effets optiques des deux métaux

« Nous nous sommes dit que si nous mélangions de l'or et de l'argent, nous obtiendrions les effets optiques des deux métaux dans un seul matériau », déclare Olivier Martin, professeur et directeur du laboratoire. Normalement, l'alliage de l'or et de l'argent est réalisé à haute température, entre huit cents et mille degrés, mais ce processus ne permet pas de conserver la forme des nanostructures. « Avec les techniques d'alliage actuelles, les nanostructures des deux matériaux ne sont pas maintenues », explique le professeur. Les chercheurs ont donc voulu trouver une procédure d'alliage à basse température qui offre n'importe quelle composition d'alliage.

Un alliage à 300 degrés

En laboratoire, l'équipe d'Olivier Martin a d'abord réussi à démontrer qu'il est possible de mélanger l'or et l'argent à basse température. Les chercheurs ont chauffé les deux métaux à 300 degrés pendant 8 heures puis à 450 degrés pendant 30 minutes. Grâce à ce processus, les deux matériaux s'incorporent, car leur épaisseur s'avère très mince. « Nous utilisons des couches à l'échelle nanométrique. C'est extrêmement fin », précise Jeonghyeon Kim, doctorante travaillant sur le projet. Les scientifiques ont ensuite découvert qu'en recourant à cette technique, les deux métaux conservent leurs structures et que le nouveau matériau réfléchit l'ensemble du spectre des couleurs suivant sa composition. « Un processus de cuisson à basse température peut maintenir la forme des particules, tout en produisant des matériaux bien alliés. C'est comme si nous avons additionné les effets de l'or et de l'argent. L'alliage que nous avons créé offre de nouvelles couleurs. »

Les chercheurs ont également joué avec les pourcentages de composition de l'alliage. « Quand on met plus d'or, que d'argent, ou inversement, les effets optiques vont être différents », indique Olivier Martin. Cette technique s'avère utile pour la fabrication de nouveaux dispositifs optiques, mais aussi pour des usages plus courants. « Certains horlogers pourraient être intéressés à intégrer notre découverte dans les aiguilles de montre par exemple », conclut le professeur.

MSM

S'abonner à la newsletter maintenant

Ne manquez pas nos meilleurs contenus

En cliquant sur „S'abonner à la newsletter“, je consens au traitement et à l'utilisation de mes données conformément au formulaire de consentement (veuillez développer pour plus de détails) et j'accepte les Conditions d'utilisation. Pour plus d'informations, veuillez consulter notre Politique de confidentialité.

Dépliez pour les détails de votre consentement

(ID:48236775)