LA QUESTION ESSENTIELLE

Dans l'espace profond, l'efficacité énergétique est essentielle. 

Notre offre consiste à améliorer de manière transparente la collecte de la lumière dans les circonstances opérationnelles les plus discrètes, afin de réduire de manière significative les pertes d'énergie causées par la réduction de la transparence optique dans les systèmes de matériaux de collecte d'énergie.

LA TRANSPARENCE OPTIQUE

Le passage ou la transmission de la lumière à travers un matériau n'implique pas nécessairement la possibilité de voir à travers celui-ci. En termes génériques, un matériau transparent possède des composants ayant un indice de réfraction uniforme, tandis qu'un matériau translucide est composé de composants ayant des indices de réfraction différents. Ce dernier système permet le passage de la lumière mais ne facilite pas la visibilité à travers lui. Les matériaux qui ne permettent pas la transmission de la lumière sont dits opaques.

La transparence optique désigne le passage de la lumière à travers un matériau, sans diffusion appréciable. C'est l'une des propriétés fonctionnelles les plus cruciales des céramiques transparentes. Elle détermine, par exemple, le bon fonctionnement d'une cellule solaire lorsque la vitre qui la recouvre diffuse moins de lumière, ce qui permet une meilleure récolte de la lumière ou même le bon fonctionnement d'un microscope, d'un objectif d'appareil photo ou d'un laser. 

L'obtention d'une véritable transparence optique n'est toutefois pas une tâche pour les matériaux granulaires ou microscopiques conventionnels.

LE DÉFI DE LA CONCEPTION

La transparence optique des matériaux polycristallins (métaux, céramiques, etc.) est limitée par la quantité de lumière diffusée par leurs caractéristiques structurelles telles que les pores et les joints de grains. La diffusion de la lumière dépend de la longueur d'onde de la lumière. On s'attend donc à ce que des limites aux échelles spatiales de visibilité apparaissent, en fonction de la longueur d'onde de la lumière ainsi que de la dimension physique du centre de diffusion (par exemple, le joint de grain ou le pore), dans un verre ou une céramique. Les pores microscopiques des céramiques frittées, situés aux jonctions des grains microcristallins des matériaux céramiques classiques, provoquent la diffusion de la lumière et empêchent l'obtention d'une véritable transparence.

La taille d'un centre de diffusion est en grande partie déterminée par la taille des particules cristallines présentes dans la matière première, lors du développement ou de la formation de l'objet en verre ou en céramique. Il va donc sans dire que la réduction de la taille des particules de la matière première bien en dessous de la longueur d'onde de la lumière visible (~ 0,5 μm ou 500 nm), élimine une quantité substantielle de la diffusion de la lumière.  

Une réduction de la taille des nanoparticules de céramique bien en dessous des dimensions d'environ 1/15 de la longueur d'onde de la lumière utilisée, permet d'obtenir un matériau de céramique ou de verre qui est translucide ou même, si on le souhaite, transparent. Cela implique que pour la lumière blanche, la taille des grains des particules doit être bien inférieure à 40 nanomètres (nm). Les recherches montrent que la fraction volumique totale des pores nanométriques (inter et intra-granulaires) dans la céramique doit être inférieure à 1 % pour obtenir une transmission optique de haute qualité.

Par conséquent, l'uniformité des particules et les particules nanométriques ultrafines (bien inférieures à 40 nm ou 0,04 μm) deviennent des facteurs déterminants pour le développement de systèmes en verre et/ou en céramique dotés de propriétés opto-mécaniques supérieures.

NOTRE SOLUTION

Les nanomatériaux Quant-Ceramic ont des dimensions moyennes inférieures à 20 nanomètres. Ils offrent ce qui est nécessaire pour réaliser des systèmes céramiques transparents.  

MISE EN ŒUVRE

Les céramiques transparentes peuvent être obtenues par des processus de frittage à basse température de nos nanopoudres atomiquement architecturées de haute pureté.

 Un client est libre d'utiliser uniquement nos céramiques quantiques OU de les utiliser comme "charges" afin de minimiser la densité des pores dans ses systèmes existants, avant le frittage. La première approche est toutefois nécessaire pour une conception plus efficace.

AUTRES APPLICATIONS

Avec nos nanopoudres ultrafines à structure atomique, nous permettons le développement de céramiques transparentes de haute performance, qui offrent un poids plus léger, un renforcement mécanique, un transport thermique amélioré pour la conservation de l'énergie, une résistance aux taches, une protection antimicrobienne et antifongique sans nécessiter de photo-activation, pour une durabilité ainsi qu'une préservation esthétique. Que l'application cible soit un ensemble de composants laser à semi-conducteurs, des écrans de smartphones ou d'appareils portables, des fibres optiques, des lentilles pour microscopes et caméras, des guides d'ondes ou des parois en verre et des fenêtres de panneaux solaires exigeantes sur le plan technique.