Le Monde selon la PHYSIQUE/PHYSICS WORLD COM/ FEB 1-2
Beaucoup plus de perfectionnements technologiques que de vraies découvertes de physique en ce moment ! CONTENTONS NOUS DE CA!_________________________________________________________________1Frogs use non-Newtonian saliva to capture prey
Les grenouilles capturent leurs proies en utilisant une salive qui s'amincit et se répand sur les insectes quand la langue frappe, puis s'épaissit et colle lorsque la langue se rétracte - selon des chercheurs aux États-Unis. En relation avec les propriétés uniques de la langue, ce fluide viscoélastique diphasique rend la langue extrêmement collante, permettant aux grenouilles de capturer et d'avaler les proies plus lourdes qu'elles en un clin d'œil. La recherche pourrait conduire au développement de nouveaux types d'adhésifs et de technologies de manutention des matériaux, disent les scientifiques.Les grenouilles peuvent capturer des insectes volants à des vitesses étonnantes par une projection de leurs langues comme un fouet-. Mais ce ne sont pas seulement les insectes légers qu'elles peuvent attraper. La recherche a montré qu'une langue de grenouille peut tirer jusqu'à 1,4 fois le poids corporel de la grenouille elle-même. Et des grenouilles ont été enregistrées capturant de plus grands animaux tels que des souris et des oiseaux.Au début de la dernière étude, Alexis Noel, de l'Institut de technologie de Géorgie à Atlanta, et ses collègues, ont filmé des grenouilles léopards communes, des Rana pipiens et d'autres espèces capturant les grillons avec une caméra haute vitesse à 1400 images par seconde. Ils ont découvert que la langue d'une grenouille léopard peut capturer un insecte en moins de 0,07 s - cinq fois plus vite que les humains peuvent cligner de l’œil .ct."Les calculs de l'équipe montrent que lorsque la langue se rétracte, la force sur l'insecte peut atteindre 12 fois celle de la gravité. La langue est capable d'adhérer à la proie sous de telles forces, car elle est extrêmement douce et viscoélastique, et revêtue d'une salive non-newtonienne, à amincissement par cisaillement selon les chercheurs. L'amincissement par cisaillement est la propriété de certains fluides, et telle qu'une force de cisaillement sur le fluide réduit sa viscosité. A des taux de cisaillement faibles, la salive est très épaisse et plus visqueuse que le miel. Mais quand elle est soumise à des forces de cisaillement élevées, par exemple lorsque la langue accélère vers la la proie, la salive s'épanouit, devenant environ 50 fois moins visqueuse , ont trouvé les chercheurs.«Au cours de l'impact des proies, la salive connaît des taux de cisaillement élevés, ce qui fait que la salive devient mince et liquide, pénètre les fissures des insectes», explique Noel. «Au cours de la rétraction des insectes, la salive connaît des taux de cisaillement faibles, raffermissant et FORTIFIANT l'adhérence sur l'insecteMON COMMENTAIRE / Je n’ai pas traduit la partie expliquant les détails de cisaillement de la salive ….. Travail intéressant comme adhésif de transit mais le terme de « salive non newtonienne » est excessif ! Ou alors tous les adhésifs seraient dans ce cas (CF la publicité de l’homme collé par ses pieds au plafond !)____________________________________________________2Applying the brakes at 20% the speed of light
Un système de freinage possible a été conçu pour un petit engin ultra-rapide développé dans le cadre de Breakthrough Starshot. En 2015, le milliardaire Yuri Milner a commencé à financer des recherches sur l'exploration spatiale. Le projet Starshot est l'une de ses trois initiatives de percée et vise à développer et à faire la démonstration de vaisseaux ultralégers miniatures et à les envoyer à un système d’ étoile le plus proche, Alpha Centauri. Les «nanocraft» proposés, qui sont actuellement à l'étape théorique, consisteront en une cargaison électronique extrêmement petite attachée à une grande voile très mince. Une fois lancé dans l'espace, un laser puissant sur la Terre sera tiré sur la voile ce qui l'amènera à accélérer à 20% de la vitesse de la lumière. Bien que cela signifierait que le vaisseau spatial non-piloté pourrait parcourir les 40 trillions de km à Alpha Centauri en seulement 20 ans, une des nombreuses questions est comment arrêter le nanocraft et aller au-delà de sa destination. René Heller de l'Institut Max Planck pour la recherche sur les systèmes solaires en Allemagne et son collègue Michael Hippke ont calculé une solution possible. Dans leur simulation, le nanocraft pèse moins de 100 g et la voile est une masse de 100 000 m2. Ils proposent de redéployer la voile dans l'approche de Alpha Centauri, ce qui permettrait à la radiation entrante du système étoile de ralentir la petite sonde. Les champs gravitationnels des étoiles attireraient également le vaisseau spatial et le deflechiraient dans une manœuvre d'oscillation souvent utilisée par les sondes spatiales dans le système solaire. Bien que cet exploit exige des vitesses de positionnement et d'approche précises, il pourrait permettre à la petite sonde non pilotée de se diriger vers l'étoile rouge-naine Proxima Centauri et la planète Terre Proxima Centauri b. Heller et Hippke présentent leurs résultats dans The Astrophysical Journal Letters.MON COMMENTAIRE /LE plaisir des théoriciens de proposer de telles solutions est contredit par le manque de données sur les pouvoirs freinant du milieu astral et de l’atmosphère de cette planète cible …LE SUJET EST QUASI CHIMERIQUE !_________________________________________________3Graphene-based thermometer combines pyroelectricy with bolometry
Un thermomètre à base de graphène combine la pyroélectricité avec la bolométrieHot stuff: le thermomètre à base de graphèneUn nouveau type de thermomètre infrarouge basé sur la mise en œuvre du graphène a été dévoilé par une équipe internationale de chercheurs travaillant dans le cadre de l'initiative de recherche phare sur le graphène de l'Union européenne. Le dispositif très sensible fonctionne à température ambiante (contrairement à d'autres détecteurs infrarouges) et combine deux techniques de détection infrarouge - la pyroélectricité et la bolométrie. Les matériaux pyroélectriques subissent un changement de polarisation électrique avec de minuscules variations de température, tandis que les matériaux bolométriques subissent un changement de résistance électrique. L'équipe a fabriqué un circuit électrique qui est sensible aux changements de polarisation et de résistance et a utilisé du graphène - une feuille de carbone d'un seul atome d'épaisseur - pour amplifier le signal dépendant de la température. Selon les chercheurs, la conductivité électrique élevée du graphène signifiait que le dispositif pourrait être construit sans la nécessité de transistors externes - ce qui, disent-ils, réduit les pertes et le bruit dans le système. Le dispositif peut mesurer des changements de température aussi petits que 15 μK et est décrit dans Nature Communications.MON COMMENTAIRE /Excellent ! on va voir si le procédé se développe ( car combien de projets graphène sont déjà ‘ tombés à l eau !)______________________________________________________________4New cooling method could boost atomic-clock accuracy
Une nouvelle méthode de refroidissement pourrait améliorer la précision de l'horloge atomiqueUne nouvelle façon d'améliorer la précision des horloges atomiques en refroidissant davantage les ions piégés a été développée par Jwo-Sy Chen et ses collègues au NIST à Boulder, Colorado. Les ions dans les meilleures horloges atomiques du monde sont refroidis à des températures très basses, ce qui permet aux horloges d'avoir des précisions de 10¨-18. Cependant, lorsque la lumière laser est lancée sur ces ions pour mesurer la fréquence d'horloge, les ions vont chauffer - et cela rend très difficile de refroidir des ions supplémentaires pour stimuler la performance de l'horloge,.Chen et ses collègues ont élaboré un moyen d'utiliser les techniques bien établies de refroidissement pour résoudre ce problème. En créant un nouveau piège à ions, ils ont été en mesure de réduire le chauffage laser des ions piégés par un facteur de 100. Selon leurs mesures et simulations sur ordinateur, leur technique devrait permettre de créer une horloge qui est exacte à moins de 10 -19. La nouvelle technique de refroidissement est décrite dans Physical Review Letters.MON COMMENTAIRE / C est un progrès technologique_____________________________________________________________5Un transistor à isolation thermique pourrait stimuler l'imagerie médicalecsHeat-gated transistor could boost medical imaging
Feb 2, 2017 1 commentFeb 2, 2017 1 commentNew device simplifies circuitry needed to sense temperature changesSujet chaud: Dan Zhao de Linköping et Xavier Crispin discutent du transistorUn chercheur suédois a mis au point un transistor thermostaté dans lequel un courant électrique peut être modulé en modifiant la température de l'électrode de grille. L'appareil combine deux domaines scientifiques en développement - thermoélectriques ioniques et électronique polymère - et pourrait avoir une large gamme d'applications potentielles, de l'imagerie médicale à la vision nocturne.La température est une grandeur physique clé qui est mesurée dans de nombreux domaines de la science et de la technologie. Les jumelles à infrarouges et les caméras mesurent les différences de température et sont utilisées pour la vision nocturne, alors que la cartographie de la température des tissus peut fournir des informations médicales importantes. Malgré son importance, la cartographie des changements de température dans l'espace et le temps peut être très difficile.Une option consiste à utiliser des capteurs thermoélectriques appelés thermocouples, dans lesquels deux matériaux différents développent une différence de potentiel en réponse à une différence de température. La tension produite dans les matériaux thermoélectriques traditionnels est généralement faible, ce qui limite la sensibilité des détecteurs. De multiples thermocouples connectés en série sont nécessaires pour fournir la tension de grille pour un transistor, qui convertirait alors un petit signal de chaleur en un signal qui pourrait être affiché dans un dispositif. Cela rend les circuits dans les dispositifs d'imagerie complexes et volumineux.Des chercheurs de l'Université de Linköping en Suède ont surmonté ce problème en utilisant un électrolyte polymère thermoélectrique ionique. Les matériaux thermoélectriques traditionnels - qui conduisent l'électricité à travers le mouvement induit par la température des électrons ou des trous - atteignent généralement une différence de potentiel maximale de quelques centaines de microvolts par degré de kelvin. En revanche, le groupe Linköping développe des électrolytes dans lesquels la séparation des charges est obtenue par le mouvement des ioEn 2016, l'équipe a développé un électrolyte contenant une solution du polymère oxyde de polyéthylène. Lorsque de l'hydroxyde de sodium est ajouté à la solution, les ions hydroxyde se combinent avec des protons des groupes alcool sur les chaînes polymères pour créer une solution d'ions sodium mobiles et de chaînes polymères relativement stationnaires et chargées négativement. Quand une extrémité de l'électrolyte se réchauffe, les ions positifs de sodium diffusent loin de la chaleur plus rapidement que les chaînes de polymère, créant une charge négative à l'extrémité chaude. L'effet thermoélectrique dans ces électrolytes ioniques peut être beaucoup plus fort que dans les matériaux classiques - autant que 11 000 μV K-1. Les chercheurs ont injecté cette solution entre deux électrodes pour produire un «supercondensateur» thermoélectrique qui pourrait se charger pendant la journée et produire de l'électricité la nuit.Dans la nouvelle recherche, l'équipe a intégré le supercondensateur dans un transistor polymère de sorte qu'une des électrodes de ce supercondensateur fonctionne comme l'électrode de grille du transistor. Le membre de l'équipe Simone Fabiano explique que la deuxième innovation clé est ici: «Le transistor que nous utilisons est un transistor à électrolyte, explique-t-il. Et la merveille est que vous pouvez avoir une modulation du courant sur une plage de tension qui est beaucoup plus petite que les transistors typiques. "L'application de chaleur à l'électrode arrière du supercondensateur modifie la tension sur l'électrode de grille et modifie la résistance entre les électrodes de source et de drain du transistor. En combinant un capteur thermoélectrique qui peut produire des tensions beaucoup plus grandes que d'habitude avec un transistor qui peut fonctionner à des tensions beaucoup plus petites, les chercheurs ont supprimé le besoin de thermocouples multiples. A la place , un changement détectable dans le courant est produit simplement en changeant la température d'une électrode d'un degré. Cela pourrait faciliter la production de tableaux de détecteurs pour l'imagerie, par exemple.En bonus, les transistors polymères peuvent être rendus flexibles et étirables et peuvent facilement être imprimés sur la peau et une variété d'autres substrats. Cela pourrait s'avérer utile pour faire de la «peau électronique» - des réseaux de minuscules capteurs qui peuvent s'enrouler autour d'objets tels que la peau humaine et les variations de température de la carte. «Vous pourriez obtenir des informations médicales cliniquement pertinentes», explique Fabiano. «Vous pourriez suivre un processus de guérison ou d'obtenir des informations sur les conditions pathologiques qui sont directement liés à des variations de la température corporelle." Une peau électronique pourrait également être utile en robotique.«Ca permet beaucoup d'applications», explique l'ingénieur George Malliaras de MINES Saint-Etienne en France. Il ajoute: «Les chercheurs ont produit quelque chose qui peut facilement être microfabriqué et placé sur de grandes surfaces. Il s'agit d'un travail préliminaire et il faut en explorer les limites, mais je considère que c'est une technologie très prometteuse qui peut prendre de nombreuses formes. J'attends avec impatience de voir ce qu'ils vont préparer ensuite! "La recherche est publiée dans Nature Communications.A propos de l'auteurTim Wogan est un écrivain scientifique basé au Royaume-UniMON COMMENTAIRE / Cet article m’ a rappelé les inventions de l’un de mes collaborateurs à SACLAY , PAUL BARBERI avec son microcalorimètre à thermocouples en série . Je veux bien admettre les transistors polymères mais ajouter de la soude pour les activer et les appliquer sur des tissus humains semble une gageure….. !___________________________________________________________6Une balle de taille cosmique qui pourrait être un trou noir égaréCosmic bullet may be a stray black hole
L'impression d'un artiste d'un trou noir égaré sortant d'un nuage de gaz de la supernovaVoyageur cosmique: Un trou noir traverse un nuage de gaz denseUn trou noir égaré est pensé avoir éclateé hors d'un reste de supernova. En étudiant les restes de supernova SNR W44, des scientifiques de l'université de Keio au Japon ont peut-être heurté un trou noir errant. Le SNR W44 se trouve à 10 000 années-lumière de la Terre et est entouré par un nuage de gaz moléculaire en expansion. Masaya Yamada et ses collègues examinaient les processus de transfert d'énergie de l'explosion de la supernova du W44 lorsqu'ils ont observé un objet au bord du nuage parcourant 100 fois plus vite que la vitesse du son l'espace interstellaire. L'objet, qu'ils ont appelé la «balle», se déplace en rotation in verse de la Voie lactée et semble se retirer hors du SNR traîné par le gaz. Utilisant des données de l'observatoire de radio de Nobeyama et de l'expérience de télescopie du Submillimeter d'Atacama, les chercheurs ont trouvé que la balle avait une énergie cinétique immense qui ne pouvait pas être expliquée par l'explosion de la supernova. Yamada et ses collègues proposent deux modèles impliquant un trou noir pour expliquer ce phénomène inhabituel. Dans leur «modèle d'explosion» il y a une explosion supplémentaire près du nuage de gaz en expansion. Ils proposent que le SNR W44 passe par un trou noir statique qui tirerait du gaz plus près et provoquerait une explosion. Le gaz est alors accéléré loin une fois que le nuage a passé le trou noir. Alternativement, il y a le "modèle du tir". Dans ce cas, un trou noir errant et à haute vitesse parcourt le nuage dense, tirant du gaz derrière lui. L'équipe espère une analyse plus approfondie qui rendra plus clair quel scénario se produit. La découverte peut également aider à observer d'autres trous noirs errants qui ont été prédits existants dans la Voie lactée.MON COMMENTAIRE /L’article est plausible car je ne vois pas pourquoi une supernova engendrerait un trou noir restant sur place …..Toute réaction de fusion nucléaire se déclenchant sur un point d’initialisation, la fin de la réaction n’est donc pas forcément symétrique….____________________7New wind turbine is designed for urban use
Nouvelle éolienne conçue pour une utilisation urbainePhotographie de la nouvelle éolienneRalenti: la nouvelle turbine fonctionnera à basse vitesse du ventUne nouvelle éolienne destinée à l'usage domestique et à petite échelle a été développée par le programme européen SWIP, financé par l'Union européenne et impliquant des entreprises, des instituts et des universités dans 10 pays de l'UE. Selon SWIP, la turbine est jusqu'à 20% plus efficace pour produire de l'électricité dans des conditions de vent généralement rencontrées en milieu urbain. Une caractéristique importante des pales de la turbine est que leurs pointes sont plus larges que sur celles trouvées sur d'autres petites turbines. Selon Fernando Aznar de Solute - une entreprise d'ingénierie éolienne basée en Espagne - les pales plus larges améliorent la performance aérodynamique tout en réduisant le bruit et les vibrations. La construction d'une turbine silencieuse est un objectif important de SWIP car les systèmes fonctionneront dans des zones peuplées. La turbine a également un nouveau système de commande qui ajuste le pas des lames pour maximiser l'efficacité. Ce système est passif - les changements étant entraînés par les pales elles-mêmes - ce qui, selon Aznar, diminue le coût total de la turbine et la protège des dommages. Lin Ma de l'Université de Sheffield a développé des modèles informatiques de la turbine et dit que «la conception de la nouvelle lame prend en considération la performance, le bruit, l'aspect esthétique, le coût de fabrication de la turbine et les coûts opérationnels et d'entretien à long terme». Le générateur électrique de la turbine a été développé par la compagnie espagnole 4fores. »Le défi était d'obtenir un générateur synchrone à aimant permanent qui fonctionne à des vitesses de rotation inférieures à celles des générateurs actuellement utilisés, tout en maintenant la taille, la puissance et l'efficacité du benchmark et le maintien du coût à un niveau bas, " avance Jorge Herrero Ciudad de 4fores.Un problème qui afflige l'opération à basse vitesse , commune dans les zones urbaines ,est« le couple de denture ».C'est un phénomène causé par des interactions magnétiques dans le générateur et a comme conséquence le mouvement de la rotation de la lame.Le générateur SWIP a été conçu afin de minimiser ce couple de denture, ce qui lui permet de produire de l'énergie même en cours d'exécution à faible vitesse.Les turbines sont également 50% plus léger que la conception classique parce que l'aluminium est utilisé à la place de l'acier. Cela réduit le coût d'installation des turbines parce que la tour de support n'a pas besoin d'être aussi importante. Il y a plus à propos de la turbine SWIP dans "Turbines éoliennes tête pour les maisons à nouveau".MON COMMENTAIRE /Il s’agit plus de technologie que de physique ! Ceci étant ,je doute d une extension rapide des éoliennes dans un milieu très urbanisé .Et pas seulement pour des raisons de bruit , de place et d’esthétique urbaine ……___________________________________________________8Astronomers help conservationists detect animal heat
Les astronomes aident les conservateurs de la Nature à détecter la chaleur des animauxL'image infrarouge thermique, de couleur fausse, d'un "crash" de rhinocéros pris à partir de séquences vidéo drone au parc Knowsley Safari.Rhinos infrarouges: les drones de conservation devraient pouvoir surveiller les populations animalesUn drone a été amélioré par les techniques astronomiques. Un groupe international de scientifiques, dirigé par Steven Longmore de l'Université John Moores de Liverpool au Royaume-Uni, a combiné un système aérien sans pilote avec une caméra thermique infrarouge et un logiciel de détection astronomique. La surveillance de la distribution et de la densité des espèces est un défi pour la recherche sur la conservation des espèces . Les enquêtes sont habituellement faites à pied, par des aéronefs habités ou à l'aide d'images satellitaires, toutes coûteuses et exigeant beaucoup de main-d'œuvre. En outre, les caméras à lumière visible couramment utilisées ont une utilisation limitée car elles ne peuvent être utilisées qu'en plein jour et nécessitent souvent une analyse manuelle car les différents objets ont la même luminosité. Pour contourner ces problèmes, Longmore et ses collègues ont combiné des drones sans pilote avec des caméras à infrarouge thermique. L'appariement facilite l'exécution de relevés aériens permettant de détecter les signatures de chaleur des animaux et des humains. Cependant, les outils actuels d'analyse de données pour les systèmes infrarouges ne sont pas suffisants pour de telles quantités de données. Les chercheurs ont donc appliqué les méthodes utilisées par les astronomes. Les astronomes sont habitués à regarder de vastes quantités de données pour des objets éloignés qui apparaissent faibles et petits; Leurs techniques sont idéales pour le suivi des espèces. Le travail, décrit dans le Journal international de télédétection, combine le logiciel de détection astronomique avec des algorithmes d'apprentissage machine dans une étude de preuve de concept. En construisant une bibliothèque de profils de chaleur unique pour chaque espèce, les conservateurs espèrent repérer les changements de population. Les scientifiques visent également à appliquer la technique aux secours en cas de catastrophe ,recherches et sauvetageMON COMMENTAIRE / C’est intelligent et utile mais il faut au préalable dresser un atlas des signatures infra rouges des signatures des diverses espèces grandes ou petites_________________________________________________________9L'évaporation de l'eau génère de l'énergie électriqueWater evaporation generates electrical energy
Feb 6, 2017 1 commentPhoto montrant quatre appareils connectés en série pour faire fonctionner un écran à cristaux liquidesChaleur, pas d'humidité: quatre dispositifs d'évaporation alimentent un écran LCDUne source d'énergie électrique alimentée par l'eau s'évaporant d'un nanomatériau de carbone a été dévoilée par des chercheurs en Chine. Leur dispositif est d'environ 2,5 cm de long et peut créer une tension d'environ 1,5 V - à égalité avec une batterie AA standard. Alors que l'alimentation ne fournit que quelques centaines de nanoampères, l'équipe a connecté plusieurs appareils ensemble pour mettre en œuvre un écran à cristaux liquides. Avec d'autres améliorations, les chercheurs disen que le dispositif pourrait être utilisé pour exécuter des équipements de stérilisation et purifier ou de dessalement de l'eau dans les régions chaudes du monde.L'alimentation a été construite par une équipe dirigée par Wanlin Guo à l'Université de Nanjing et Jun Zhou à l'Université Huazhong. Elle a impliqué le dépôt de nanotubes de carbone à parois multiples (MWCNT) sur un substrat de quartz pour créer deux électrodes. Le substrat a une longueur d'environ 25 mm et les électrodes de 2 mm sont positionnées à chaque extrémité. Le noir de carbone - minuscules particules de carbone d'environ 20 nm de diamètre - a ensuite été déposé, couvrant le substrat jusqu'à une épaisseur d'environ 70 μm. Des fils de cuivre ont ensuite été fixés à chaque électrode et un circuit a été complété par un voltmètre.Une extrémité du dispositif est placée dans un bécher d'eau désionisée de sorte que les quelques millimètres inférieurs du dispositif sont immergés. L'action capillaire attire l'eau vers le haut de la partie préalablement sèche du dispositif, atteignant une distance maximale d'environ 20 mm de l'extrémité humide en environ 1 h. Lorsque l'eau monte à travers le dispositif, la tension aux bornes des électrodes augmente, atteignant une valeur maximale d'environ 1 V en 1 h.Lorsque le dispositif et le bécher ont été placés dans un environnement fermé à partir duquel la vapeur d'eau ne peut pas s'échapper, la tension est tombée à zéro en environ 15 minutes - et récupérée rapidement lorsque la ventilation était fournie. Le débit d'air, qui est connu pour augmenter l'évaporation, a augmenté la tension sur l'appareil jusqu'à 1,5 V. Une augmentation de l'humidité ambiante, d'autre part, a abaissé la tension en inhibant l'évaporation. Pris ensemble, disent les chercheurs, ces observations confirment que l'évaporation régle la conduite de fonctionnementUne étude de spectroscopie infrarouge de l'appareil suggère que l'énergie électrique est créée via un potentiel de streaming. Il s'agit d'un procédé électrochimique qui se produit lorsqu'un électrolyte est entraîné par un gradient de pression à travers un canal ou un pore.L'équipe a ensuite connecté quatre de leurs appareils en série pour créer une source d'énergie qui peut fournir environ 380 nA à 4,8 V – ce qui a été suffisant pour alimenter un écran à cristaux liquides. L'équipe affirme que la performance de l'appareil pourrait être améliorée en optimisant les processus de streaming et d'évaporation.La recherche est rapportée dans Nature Nanotechnology.MON COMMENTAIRE /Je ne suis pas sur que l évaporation d eau par gradient de pression à la surface de membranes poreuses capillaires différentes induisent le même résultat !A suivre
mardi 21 février 2017
![False-colour, thermal-infrared image of a "crash" of rhinos taken from drone video footage at Knowsley Safari Park.](http://images.iop.org/objects/phw/news/21/2/6/PW-2017-02-06-flash-one.jpg "False-colour, thermal-infrared image of a "crash" of rhinos taken from drone video footage at Knowsley Safari Park.")
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