Modéliser un corps humain en 3D grâce au Wi-Fi... Et 4 autres avancées de la recherche

Le Wi-fi pour modéliser en 3D un corps humain

Détecter puis modéliser en 3D la posture d’un corps humain, en temps réel, à partir d’un simple signal Wi-FI, c’est l’objet de la prépublication de ces trois chercheurs de l’université Carnegie Mellon. La correspondance entre la phase et l’amplitude des ondes RF du signal Wi-Fi et les coordonnées d’un corps humain segmenté en 24 parties est établie à l’aide d’un réseau de neurones profond (deep learning). D’après les chercheurs, l’équipement requis – ici trois émetteurs et trois récepteurs Wi-Fi installés dans une pièce – est plus économique qu’un radar ou un lidar, et moins intrusif qu’une caméra. Et le résultat serait tout aussi convaincant que celui obtenu à partir d’images.

Jiaqi Geng et al., DensePose from Wifi, Arxiv (2022). doi.org/10.48550/arXiv.2301.00250

Un système combinant robotique et microfluidique

Une équipe de chercheurs suisses et américains a mis au point un système microfluidique assisté par un bras robotisé. Leur dispositif est composé d’un capillaire creux en verre couplé à un transducteur électronique piézoélectrique, le tout connecté à un bras robotisé à cinq axes. Le transducteur génère des ondes acoustiques qui font osciller l’aiguille. Lorsque cette dernière est plongée dans un liquide, leur système permet de créer deux types de micro-écoulements pouvant être modulés en modifiant la fréquence d’oscillation?: l’un hélicoïdal le long du capillaire, et l’autre en trois dimensions à l’extrémité de la pointe. Les scientifiques ont démontré l’efficacité de leur système pour plusieurs applications?: le mélange de minuscules gouttelettes de liquides visqueux, le pompage de liquides dans un système de mini-canaux et le piégeage de particules fines en solution.

J. Durrer et al, A robot-assisted acoustofluidic end effector, nature communications (2022), doi.org/10.1038/s41467-022-34167-y

Un réacteur solaire transforme simultanément du CO2 et des plastiques en produits à valeur ajoutée

Les systèmes photoélectrochimiques conventionnels utilisés pour une réduction du CO2 à la cathode nécessitent un apport énergétique pour l’oxydation de l’eau à l’anode. Ils sont donc fabriqués avec un absorbeur de lumière sur chaque électrode. Des chercheurs de l’université de Cambridge ont imaginé un réacteur au sein duquel l’oxydation de l’eau est remplacée par des réactions moins exigeantes sur le plan thermodynamique permettant de rendre le processus global efficace même avec un seul absorbeur de lumière. Leur système est composé de deux compartiments distincts. Dans le premier, une photocathode à base de pérovskite pouvant intégrer différents catalyseurs de réduction du CO2 permet de produire du CO, du gaz de synthèse et de l’acide formique. Et dans le second, une anode en alliage (cuivre et palladium) transforme des particules de plastiques (PET) en solution en acide glycolique, largement utilisé dans l’industrie cosmétique.

S. Bhattacharjee et al, Photoelectrochemical CO2-to-fuel conversion with simultaneous plastic reforming, Nature Synthesis (2023), doi.org/10.1038/s44160-022-00196-0

Vers des transistors 2D performants et simples à fabriquer

Des chercheurs du MIT, en collaboration avec d’autres universités américaines et la Corée du Sud ont réussi à contrôler la croissance de matériaux 2D – des dichalcogénures de métaux de transition prometteurs pour la microélectronique et la photonique – sur des substrats de silicium standard de deux pouces, ce qui augure de transistors ultra-minces dotés d’une excellente conductivité. Un masque constitué de micro-cavités, revêtant le silicium, permet de « contraindre » la nucléation-croissance du matériau 2D, précisément du diséléniure de tungstène (WSe2), et d’obtenir une structure parfaitement mono-cristalline et sans défaut. Ce procédé utilise un dépôt chimique en phase vapeur, sans épitaxie. Des hétérostructures empilant plusieurs couches de matériaux 2D sont également envisageables.

Ki Seok Kim et al., Non-epitaxial single-crystal 2D material growth by geometric confinement, Nature (2023). doi.org/10.1038/s41586-022-05524-0

Une méthode pour améliorer la stabilité des cellules photovoltaïques à pérovskites

Des scientifiques de l’EPFL et de l’Université Sungkyunkwan de Corée du Sud ont analysé en détail la détérioration des films minces de pérovskite qui peuvent être endommagés par l’exposition à l’humidité, la chaleur et la lumière. Ils ont découvert que certains plans cristallins, lorsqu’ils sont exposés à la surface, sont plus sensibles à la dégradation à cause de liaisons fortes entre la pérovskite et les molécules d’eau. Les chercheurs ont alors mis au point une méthode de croissance des films de pérovskite utilisant des ligands spéciaux pour faire croître préférentiellement les plans cristallins les plus stables. Cette technique d’ingénierie moléculaire leur a permis de produire des films résistants à l’humidité et à la chaleur.

C. Ma et al, Unveiling facet-dependent degradation and facet engineering for stable perovskite solar cells, Science (2023), doi.org/10.1126/science.adf3349

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