Centre d’Élaboration de Matériaux et d’Etudes Structurales


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Mouchards thermiques bio-inspirés

Scarabées, cristaux liquides et tags intelligents

par Guy Molénat - publié le

Des chercheurs du CNRS-CEMES ont élaboré des tags intelligents basés sur leur couleur structurale qui enregistre l’histoire thermique d’un produit, tel un vaccin. Que le produit ait été gardé au-dessus de sa température-seuil de conservation et la durée du stockage sont gardés en mémoire.

Les structures torsadées de la chitine des carapaces d’insecte leur confèrent une réponse optique spécifique. Des chercheurs du CNRS-CEMES ont été intrigués par l’observation de réseaux de Bragg à périodicité variable chez des scarabées du genre Chrysina. Ils ont alors recherché les règles d’élaboration pour en faire une version synthétique, sous la forme de film d’oligomère cristal liquide cholestérique. Ils ont corrélé la réponse optique de ces réflecteurs avec leur morphologie interne, observée par microscopie électronique au Centre de Biologie Intégrative de Toulouse (CNRS, Université Paul-Sabatier). La couleur structurale de réflexion devient ajustable en temps par un seul paramètre — le temps de recuit thermique. Différentes bandes spectrales sont disponibles du jaune or au proche infrarouge et accompagnées de l’irréversibilité de la couleur.

Sur la base de leur conception et de ces propriétés, ces matériaux hybrides chiral–achiral suggèrent la fabrication de tags réflecteurs intelligents. Encapsulé dans l’emballage d’un produit devant être conservé à basse température, le tag enregistre l’histoire de son stockage. Différentes informations sont gardées en mémoire : une information qualitative reportant que la température du produit a franchi une valeur‑seuil ; une information quantitative indiquant le temps de stockage écoulé depuis ce dépassement.

Analyse structurale des échantillons pour différents temps de recuit. Vues transverses de microscopie électronique à transmission et variation de la demi-périodicité (distance entre deux franges claires) en fonction de l’épaisseur normalisée (profondeur locale/épaisseur totale de l’échantillon). Echelle = 2 micromètres.

 

Publication :

Bioinspired, Cholesteric Liquid-Crystal Reflectors with Time-Controlled Coexisting Chiral and Achiral Structures, Cécilia Boyon, Vanessa Soldan, and Michel Mitov, ACS Appl. Mater. Interfaces, 13, 30118 (2021).

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Contact : Michel Mitov, mitov [chez] cemes.fr