Au cœur du dispositif, NanoFoil
® est tout simplement la réaction chimique entre l'aluminium et le nickel qui ne demande qu'à se produire. Beaucoup d'énergie et beaucoup de chaleur dans des milliers de couches d'atomes alternées. Chaque couche atomique d'aluminium attend la bonne énergie pour pénétrer dans la couche de nickel et se combiner - pour libérer jusqu'à 1 250 joules d'énergie par gramme de matériau et jusqu'à 1 500 ºC (2 730 ºF).
Mais pourquoi le nickel et l'aluminium ne réagissent-ils pas dans la réalité ? Et surtout, comment faire réagir la feuille NanoFoil pour qu'elle libère de la chaleur précisément là où nous le souhaitons ?
Pour répondre à la première question, il faut revenir à la chimie de base et à un concept appelé énergie d'activation. L'énergie d'activation est définie comme l'énergie qui doit être surmontée pour qu'une réaction chimique ait lieu. Dans le cadre d'une utilisation normale, l'aluminium et le nickel n'entrent pas en contact l'un avec l'autre, et c'est une bonne chose. Imaginez que votre nickel recouvert de nickel réagisse avec votre pince à billets en aluminium dans votre poche... chaud ! L'énergie d'activation de la réaction est trop élevée pour favoriser cette réaction naturellement. '
Il existe plusieurs façons de réduire cette énergie d'activation, la plus courante étant l'utilisation d'un catalyseur, c'est-à-dire d'une substance qui modifie l'état de transition, ce qui a pour effet de réduire l'énergie d'activation de la réaction. Dans le cas de la feuille NanoFoil, au lieu d'un modificateur chimique, nous avons tiré parti d'un modificateur physique, la surface. En superposant les atomes d'aluminium et de nickel très finement et selon une méthode très précise, nous comptons sur l'augmentation de la surface pour diminuer l'énergie d'activation nécessaire au démarrage de la réaction... dans la plupart des démonstrations, nous n'utilisons qu'une pile de 9 volts ! La deuxième question est fréquemment posée par les ingénieurs d'Indium et mérite un examen plus approfondi ! Comment la feuille NanoFoil est-elle activée/gnitiée ?
La raison pour laquelle j'utiliserai le terme "activation" plutôt que "allumage" est que l'allumage implique le début d'une combustion soutenue, alors que la NanoFoil est une réaction qui dure moins d'une milliseconde et qui ne nécessite qu'une activation.
La réaction commencera avec 250ºC de chaleur localisée, ou une forme d'énergie très localisée. L'astuce consiste à faire entrer une forme d'énergie très concentrée en contact avec la NanoFoil. Toucher la NanoFoil avec la pointe d'un fer à souder à résistance à 250ºC a beaucoup plus de chances d'activer la NanoFoil que de jeter la NanoFoil sur une plaque chauffante chauffée à 250ºC. En général, il y a trois types d'énergie que l'on peut mettre dans la feuille pour l'activer.
- Énergie mécanique
- Énergie thermique
- Énergie électrique
Énergie mécanique - Dans le cas de l'énergie mécanique, la chute de la NanoFoil sur une surface dure ou en béton peut l'activer si elle atterrit sur le bord et que toute l'énergie de l'impact est concentrée sur l'angle. En général, la NanoFoil ne se détache pas au contact, mais la friction entre la NanoFoil et elle-même, sous la forme d'un petit éclat, a produit suffisamment d'énergie pour activer la NanoFoil.
Énergie thermique - Dans le cas de l'énergie thermique, comme nous l'avons vu plus haut, une quantité concentrée de chaleur de 250°C activera la feuille NanoFoil. Dans le cas d'un chauffage ohmique, ce que nous faisons dans les démonstrations en court-circuitant les fils d'une batterie, le courant doit être de 100-120 ampères pour un diamètre de contact de 15um, et de 250-300 ampères pour un diamètre de contact de 300µm. Un filament ou une flamme chaude, comme un briquet, activera également la NanoFoil.
Énergie électrique - Dans ce cas, une étincelle activera la feuille NanoFoil, mais il s'agit d'une concentration de puissance ou de densité de puissance. Avec un contact ponctuel momentané d'une sonde électrique, 10 ampères et 5 volts suffisent tant qu'il s'agit d'un contact ponctuel. La feuille peut être activée à distance par l'utilisation d'une trace dédiée sur une carte, ce qui nécessite des tests pour déterminer la quantité d'énergie qui parcourra la distance de la trace.
Dans mon prochain billet, je parlerai de l'allumage des lasers, de la sensibilité aux décharges électrostatiques et de certains des outils qu'Indium a mis au point pour contrôler l'activation.
