Des chercheurs de Columbia et de l’Université de Bourgogne ont réussi à mettre au point un tout nouveau type de caméra. Sa principale caractéristique est d’avoir une vitesse d’obturation variable.
Le dispositif serait capable de voir le désordre local dans les matériaux énergétiques. En effet, à faible vitesse d’obturation, le désordre dynamique était imperceptible, car les amas atomiques étaient en mouvement. Mais lorsque l’équipe a utilisé un obturateur rapide, celui-ci était bien visible. Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé une nouvelle technique appelée vsPDF. Ils envisagent bientôt de la partager à d’autres scientifiques.
Dans cet article :
La structure atomique du GeTE
Les matériaux énergétiques cubiques utilisés pour les appareils photo sont parfois très désordonnés. Cela affecte négativement la conductivité thermique dans la GeTE, un matériau qui transforme la chaleur perdue en énergie. Ainsi, quand la vitesse d’obturation est faible, la structure atomique du GeTE apparait comme ordonnée, mais floue. Par contre, les expositions rapides montrent clairement que ses atomes bougent.
Jusqu’ici, la cristallographie n’a pas réussi à faire la distinction entre le désordre permanent et les mouvements atomiques. Cette nouvelle caméra permet de mesurer les positions atomiques grâce à une vitesse d’obturation d’environ une picoseconde. Cela correspond à une vitesse d’un trillion de fois plus rapide que les obturateurs classiques des autres caméras. La caméra utilise des neutrons provenant d’une source du laboratoire national d’Oak Ridge (ORNL).
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Pour comprendre comment les matériaux déplacent la chaleur
Les chercheurs ont pu identifier les symétries atomiques brisées dans la GeTE en utilisant la technique vsPDF. Si la GeTE est essentielle à la thermoélectricité, ses mouvements atomiques n’avaient jamais pu être observés auparavant.
« Ce n’est qu’avec ce nouvel outil vsPDF que nous pouvons voir cet aspect des matériaux. Il nous offre une toute nouvelle façon de démêler les complexités de ce qui se passe dans les matériaux complexes, les effets cachés qui peuvent amplifier leurs propriétés. Grâce à cette technique, nous pourrons observer un matériau et voir quels atomes sont dans la danse et lesquels sont à l’écart. »
Simon Billinge, professeur de science des matériaux et de physique et mathématiques appliquées
Suite à la découverte de cette technique, l’équipe tente actuellement d’expliquer les fluctuations observées dans la GeTE. Ils prévoient également d’expérimenter le vsPDF sur d’autres systèmes présentant un désordre dynamique. Mais pour le moment, les chercheurs sont dans une phase de mise au point pour développer une application plus standard.
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