ChatGPT said:
Tu parles sĂ»rement de lâencre invisible quâon obtient avec du jus de citron đ
Câest un petit classique de chimie simple Ă faire chez soi. VoilĂ comment procĂ©der :
Matériel
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Un citron (ou du jus de citron dĂ©jĂ prĂȘt)
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Un peu dâeau
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Un pinceau fin, un coton-tige ou un cure-dent
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Une feuille de papier blanc
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Une source de chaleur douce (fer Ă repasser, sĂšche-cheveux, ampoule Ă incandescence, plaque tiĂšdeâŠ)
Ătapes
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PrĂ©pare lâencre
Presse un citron. MĂ©lange quelques gouttes de jus avec un peu dâeau (ça rend lâĂ©criture plus fluide). -
Ăcris ton message
Trempe ton coton-tige ou pinceau dans le jus et écris sur la feuille.
â Quand câest sec, le texte devient quasiment invisible. -
RévÚle le message
Approche doucement la feuille dâune source de chaleur (â ïž attention Ă ne pas brĂ»ler le papier).
â Le texte va brunir et apparaĂźtre : le jus de citron contient des substances organiques qui se caramĂ©lisent plus vite que le papier.
Explication rapide
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Le jus de citron est acide et contient du sucre et dâautres molĂ©cules organiques.
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Quand on chauffe, ces composĂ©s sâoxydent et brunissent avant que le papier ne brĂ»le â ce contraste fait apparaĂźtre lâĂ©criture.
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Sans chaleur, ça reste invisible.
đ Veux-tu que je te propose aussi une variante âencre qui disparaĂźt dâelle-mĂȘmeâ (par rĂ©action chimique), ou bien tu voulais juste la version âcitron + chaleurâ ?
You said:
ChatGPT said:
Bonne question đ
Avec le jus de citron chauffĂ©, malheureusement ce nâest pas rĂ©versible : une fois que le texte a noirci, câest une oxydation/carbonisation irrĂ©versible du sucre et des composĂ©s organiques. On ne peut pas faire redevenir la feuille blanche.
Mais :
Il existe des encres dites “disparaissantes” ou “rĂ©versibles” qui fonctionnent diffĂ©remment du jus de citron :
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Encres Ă base dâindicateurs de pH
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Exemple : phénolphtaléine (incolore en solution acide, rose en basique).
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Tu peux Ă©crire avec une solution basique contenant de la phĂ©nolphtalĂ©ine â le texte est visible.
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Si on expose ensuite Ă un acide volatil (ou Ă lâair), la couleur disparaĂźt â et peut ĂȘtre rĂ©activĂ©e en rĂ©exposant Ă une base.
â RĂ©versible plusieurs fois.
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Encres thermochromiques
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UtilisĂ©es dans les stylos “Frixion” par exemple.
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LâĂ©criture disparaĂźt par chauffage (â60 °C), et peut rĂ©apparaĂźtre si on refroidit la feuille (par congĂ©lateur, â â10 °C).
â RĂ©versible par tempĂ©rature.
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Encres photochromiques
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Certaines encres changent de couleur sous la lumiĂšre UV et redeviennent invisibles aprĂšs.
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Réversible tant que le pigment garde sa stabilité.
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đ Donc avec le citron, non (juste une rĂ©vĂ©lation unique).
Mais si ton but est vraiment une encre qui disparaĂźt/rĂ©apparaĂźt, je peux te dĂ©crire une recette simple maison dâencre pH rĂ©versible.
Veux-tu que je tâen propose une version facile Ă rĂ©aliser avec des produits du quotidien (vinaigre, bicarbonate, chou rouge par exemple) ?
You said:
ChatGPT said:
Ah, lĂ tu passes dans la cour des grands đ â lâencre Ă©lectrochromique.
Câest bien diffĂ©rent du jus de citron : au lieu de jouer avec la chaleur ou le pH, on contrĂŽle la couleur avec une tension Ă©lectrique.
Principe
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Une molĂ©cule (ou un matĂ©riau) change dâĂ©tat dâoxydation quand on applique un courant â ça modifie son absorption de la lumiĂšre.
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Quand on inverse la polaritĂ©, la molĂ©cule revient Ă son Ă©tat initial â la couleur disparaĂźt.
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Câest totalement rĂ©versible et utilisable des centaines/milliers de fois.
Exemples de matériaux électrochromiques
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Oxydes métalliques
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Le plus connu : WOâ (oxyde de tungstĂšne).
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Transparent au repos, devient bleu quand on applique une tension.
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UtilisĂ© dans les vitrages “intelligents” et lunettes solaires Ă teinte variable.
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PolymÚres électroactifs
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Exemple : polyaniline, polypyrrole, PEDOT:PSS.
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Ce sont des polymĂšres conducteurs qui changent de couleur sous faible tension (1â3 V).
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Colorants organiques redox
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Certaines molĂ©cules colorĂ©es peuvent ĂȘtre utilisĂ©es dans des Ă©lectrolytes gĂ©lifiĂ©s â on parle parfois dâ”encres Ă©lectrochromiques imprimables”.
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Application en âencreâ
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On peut imprimer une couche mince de matĂ©riau Ă©lectrochromique (ex. PEDOT:PSS sur cellulose ou WOâ nanoparticulaire).
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Ajouter une électrolyte gélifiée (ex. hydrogel avec sel ou polymÚre conducteur).
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Mettre deux Ă©lectrodes transparentes (ITO ou graphĂšne, ou mĂȘme carbone imprimĂ©).
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RĂ©sultat : en appliquant 1â3 V, lâĂ©criture apparaĂźt â et disparaĂźt quand on relĂąche/inverse.
⥠Avantage :
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TrĂšs basse tension (piles bouton suffisent).
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RĂ©versible quasi Ă lâinfini.
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Compatible avec substrats souples (ton domaine cellulose đ).
â Limite :
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NĂ©cessite une structure de “cellule Ă©lectrochromique” (pas aussi simple quâun jus de citron).
đ Veux-tu que je tâexplique une recette simple de test labo-maison (genre avec PEDOT:PSS ou bleu de Prusse) pour Ă©crire un motif Ă©lectrochromique rĂ©versible sur papier, ou tu prĂ©fĂšres que je reste sur une explication conceptuelle ?
You said:
ChatGPT said:
TrĂšs bonne piste đ
Oui, lâoxyde de tungstĂšne (WOâ) est le matĂ©riau Ă©lectrochromique le plus Ă©tudiĂ© depuis les annĂ©es 1970. Il existe dĂ©jĂ sous plusieurs formes utilisables comme âencreâ, mais sa production maison simple nâest pas Ă©vidente.
1. Est-ce que ça existe dĂ©jĂ en âencreâ ?
â Oui :
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Des laboratoires et certaines entreprises proposent des suspensions colloĂŻdales de nanoparticules de WOâ quâon peut dĂ©poser par sĂ©rigraphie, jet dâencre, spin-coating ou spray.
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Câest dĂ©jĂ utilisĂ© dans des prototypes dâafficheurs flexibles et de vitrages Ă©lectrochromes imprimĂ©s.
Exemple : âWOâ nanoparticle inkâ ou âtungsten oxide solâ (solutions colloĂŻdales aqueuses ou alcooliques).
2. Est-ce facile Ă produire soi-mĂȘme ?
Ăa dĂ©pend du niveau :
âïž En labo avancĂ©
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Préparation courante : sol-gel.
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Dissoudre un prĂ©curseur comme tungstate dâammonium (APT) dans de lâeau.
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Acidifier â formation dâun gel tungstique.
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SĂ©chage et calcination â WOâ nanoparticulaire.
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Ensuite on disperse la poudre dans un liant/polymĂšre conducteur pour en faire une encre.
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â Relativement simple pour un labo de chimie, mais demande des produits chimiques spĂ©cifiques et un four de calcination.
đ Ă la maison / DIY
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Produire directement une encre WOâ rĂ©versible est trĂšs difficile :
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Les poudres de tungstĂšne ne sont pas faciles Ă obtenir.
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NĂ©cessite un traitement thermique Ă©levĂ© (300â500 °C) pour former les oxydes corrects.
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Donc ce nâest pas âfacile maisonâ comme avec des encres pH ou thermochromiques.
3. Alternatives plus accessibles
Si tu veux tester lâĂ©lectrochromisme de façon facile et reproductible sans manip lourdes, il existe des encres Ă base de Bleu de Prusse (Prussian Blue / ferri-fĂ©rocyanure) :
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Câest un pigment ancien, disponible comme colorant.
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Il est Ă©lectrochromique, rĂ©versible et fonctionnel Ă basse tension (±0,5â1 V).
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Beaucoup plus simple que le tungstĂšne pour faire un test sur papier conducteur.
â Donc :
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Oui, les encres WOâ existent, mais elles sont plutĂŽt destinĂ©es aux labos/industriels (ou Ă acheter prĂȘtes).
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Produire du WOâ sous forme dâencre âmaisonâ nâest pas trivial.
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Pour expérimenter le concept électrochromique, le Bleu de Prusse est beaucoup plus accessible.
Veux-tu que je te prĂ©pare un petit protocole pratique âpapier + encre Ă©lectrochromiqueâ avec Bleu de Prusse pour tester immĂ©diatement le principe avant dâaller vers le tungstĂšne ?
You said:
ChatGPT said:
Oui â super sujet dâĂ©tudiant đ
Voici deux pistes âĂ©lectrochromiquesâ (faciles â plus avancĂ©), avec mesures de sĂ©curitĂ© et SDS (fiches de donnĂ©es de sĂ©curitĂ©) Ă consulter.
A) Piste accessible : âencreâ Bleu de Prusse (sans synthĂšse)
Idée
Utiliser du Bleu de Prusse (PB, ferric ferrocyanide) dĂ©jĂ prĂȘt (pigment artistique ou en pĂąte conductrice) comme couche Ă©lectrochromique, dĂ©posĂ© entre deux Ă©lectrodes carbone imprimĂ©es sur papier.
Sous une faible tension (â 0,5â1 V), la teinte bleu â incolore/bleu pĂąle commute de façon rĂ©versible. (ReversibilitĂ© et usages du PB en EC abondamment dĂ©crits dans la littĂ©rature. ScienceDirect+1ResearchGate)
Matériel (suggestion)
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Pigment Bleu de Prusse (ferric ferrocyanide) en liant aqueux (type acrylique diluable Ă lâeau) â Ă©viter de âfabriquerâ le PB.
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Encre/pùte carbone (ou graphite) pour électrodes imprimées.
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Ălectrolyte gĂ©lifiĂ© doux : par ex. gel polymĂšre eau + sel (type KCl) + glycĂ©rine.
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Papier cellulose lisse (carton fin) + ruban adhésif de masquage.
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Alim 0â3 V (piles bouton ou gĂ©nĂ©rateur basse tension, fils pinces).
Démarche (haut niveau, non dangereuse)
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Imprimer/peindre deux Ă©lectrodes carbone (barres parallĂšles espacĂ©es de 1â2 mm) sur le papier.
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Déposer une fine bande de PB (pigment prémélangé dans un liant aqueux) chevauchant cette zone.
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Ajouter une goutte dâĂ©lectrolyte gĂ©lifiĂ© sur la zone active (juste ce quâil faut), puis laisser sĂ©cher Ă lâair pour obtenir un film lĂ©gĂšrement gĂ©lifiĂ©.
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Contacter chaque électrode avec un fil.
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Appliquer ±0,5â1 V : observer la commutation de couleur; inverser la polaritĂ© pour revenir. (Le comportement rĂ©versible du PB en Ă©lectrochromie est bien documentĂ©. ScienceDirect+1)
Atouts : trÚs basse tension, dépÎt sur papier, matériaux peu coûteux.
Limites : contraste/modulation modestes, stabilité du gel à optimiser.
B) Piste avancĂ©e : âencreâ WOâ (oxyde de tungstĂšne)
Idée
Le WOâ est un classique : transparent â bleu via insertion dâions sous faible tension. Pour un projet Ă©tudiant, acheter une dispersion/encre WOâ prĂȘte Ă lâemploi (ou poudre WOâ Ă disperser) est recommandĂ© plutĂŽt que synthĂ©tiser. (MĂ©canisme et comportement bleu/transparent sous polarisation cathodique/anodique largement rapportĂ©s. ScienceDirect+1)
Empilement type (haut niveau)
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Ălectrode transparente (ITO/PET prĂȘt Ă lâemploi)
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Couche WOâ dĂ©posĂ©e (barre ou motif)
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Ălectrolyte (liquide ou gel polymĂšre ionique)
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Contre-électrode (carbone/PB/PEDOT:PSS)
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Joints/entretoises et contacts électriques
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Pilotage Ă 1â3 V pour commuter incolore â bleu, rĂ©versible. (ScienceDirect)
Atouts : contraste élevé, matériau de référence du domaine.
Limites : préparation/dispersions plus techniques; idéalement dépÎt uniforme et parfois recuit en conditions labo.
Sécurité & SDS (à lire AVANT manip)
RÚgles générales
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PPE : lunettes, gants nitrile, blouse; ventilation (sorbonne si possible).
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Ălectrique : rester < 5 V et < 50 mA, pas de conducteurs nus sur mĂ©tal humide.
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PolymÚres/matériaux : éviter aérosols/poussiÚres; nettoyer immédiatement les déversements; étiqueter, fermer, stocker.
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DĂ©chets : solutions salines et gels â collecter sĂ©parĂ©ment; pigments contenant mĂ©taux (Fe, W) â ne pas jeter Ă lâĂ©vier; suivre la procĂ©dure de votre Ă©tablissement.
Points critiques spécifiques
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Bleu de Prusse / ferri-ferrocyanures
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Le pigment PB commercial est généralement considéré à faible toxicité; éviter ingestion/inhalation.
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NE JAMAIS acidifier des solutions contenant ferri/ferrocyanures (p. ex. potassium ferricyanide) : risque dâacide cyanhydrique (HCN) si pH trĂšs acide. Travailler neutre Ă lĂ©gĂšrement salin, sans acides forts Ă proximitĂ©. (Voir SDS : ferricyanure = H302 ânocif si ingĂ©rĂ©â, incompatibilitĂ© acides, possibilitĂ© de dĂ©gagement HCN en conditions acides/thermiques. flinnsci.comnwsci.comstatlab.com)
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WOâ (tungstĂšne trioxide) / prĂ©curseurs
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WOâ : irritant poussiĂšres; Ă©viter inhalation, manipuler en solution/dispersion autant que possible. (SDS WOâ. sigmaaldrich.comckic.net)
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APT (ammonium paratungstate) si jamais manipulĂ© (prĂ©curseur sol-gel) : irritant, poussiĂšres Ă Ă©viter; projet Ă©tudiant : prĂ©fĂ©rer achat dâencre WOâ prĂȘte. (SDS APT. pfaltzandbauer.comammonium-paratungstate.com)
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PEDOT:PSS si utilisĂ© comme contre-Ă©lectrode** : certaines qualitĂ©s acides/corrosives â H314 sur certaines fiches; gants/lunettes et surfaces protĂ©gĂ©es. (SDS selon grade. Research Core Facilitiesdownloads.ossila.comsigmaaldrich.com)
SDS (exemples représentatifs à consulter)
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Potassium ferricyanide (si prĂ©sent dans votre labo â Ă Ă©viter pour projet âsans synthĂšseâ) : Flinn, Fisher, Sigma. flinnsci.comfishersci.comsigmaaldrich.com
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Bleu de Prusse / ferric ferrocyanide (pigment) : fiches fournisseurs (compatibilités, irritations). fishersci.nl
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WOâ (tungstĂšne trioxide) : Sigma, autres fournisseurs. sigmaaldrich.comckic.net
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Ammonium paratungstate (APT) : fournisseurs (irritant, poussiĂšres). pfaltzandbauer.comammonium-paratungstate.com
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PEDOT:PSS (si utilisé) : Ossila / fiches labo. downloads.ossila.comsigmaaldrich.com
Plan de mini-projet étudiant (suggestion)
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Ătat de lâart rapide (2â3 pages)
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MĂ©canisme PB et WOâ, comparaison contraste/vitesse/stabilitĂ©. ScienceDirect+2ScienceDirect+2
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DĂ©monstrateur PB sur papier (2â4 semaines)
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Fabrication dâun motif Ă©lectrochromique sur papier (procĂ©dĂ© ci-dessus).
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CaractĂ©risation : nombre de cycles, temps de commutation, ÎE* ou ÎT% (au smartphone + lumiĂšre constante).
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Ătude de lâinfluence : type de gel, salinitĂ© modĂ©rĂ©e, Ă©paisseur couche (sans acides!). (Contexte PB EC. ScienceDirect)
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Exploration WOâ (option avancĂ©e)
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Utiliser substrats ITO/PET + dispersion WOâ achetĂ©e.
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Comparer contraste et cinĂ©tique vs PB Ă 1â3 V. (WOâ EC. ScienceDirect)
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Sécurité & environnement
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Dossier SDS + analyse de risques (HIRAC) + plan de gestion des déchets. (SDS sources ci-dessus.)
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Poster / rapport
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SchĂ©ma dâempilement, courbes courant-tension simples, photos avant/aprĂšs, tableau comparatif PB vs WOâ.
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En bref
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Oui, câest un excellent sujet dâĂ©tudiant : matĂ©riaux durables, faible tension, impression sur papier (en phase avec ton intĂ©rĂȘt pour la cellulose).
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Route rapide : démonstrateur PB sur papier (sécurisé, sans synthÚse).
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Route avancĂ©e : WOâ avec encres prĂȘtes et empilement simple.
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Toujours : lire les SDS, éviter acides avec tout ferri/ferrocyanure, travailler ventilé, basse tension, et gérer les déchets correctement. (SDS et mécanismes cités ci-dessus.)
Si tu veux, je te prĂ©pare un checklist labo imprimable (PPE, zone de travail, Ă©tapes, points dâarrĂȘt, dĂ©chets) adaptĂ© Ă ton atelier.