La bioélectronique et la robotique douce sont sur le point de connaitre une révolution majeure grâce aux avancées réalisées ces dernières années dans le domaine des hydrogels. Contrairement aux composants électroniques conventionnels qui utilisent des matériaux métalliques rigides comme porteurs de charge, ces derniers reposent sur une conception à base de polymères mous infiltrés d’eau. Comme les systèmes biologiques vivants, ils se servent d’ions pour transporter les charges. Stephen O’Neill, auteur principal d’une étude publiée récemment dans Science Advances, et ses collaborateurs se sont appuyés sur ce concept pour concevoir une batterie « en gelée » qui pourrait alimenter des appareils portables, voire certains implants médicaux.
Une structure en couches
L’une des particularités de cet accumulateur révolutionnaire est sa douceur ainsi que sa souplesse. Les chercheurs de l’université de Cambridge en ont eu l’idée en s’inspirant des anguilles électriques. Ces poissons d’eau douce possèdent effectivement des cellules musculaires appelées électrocytes. Comme ces dernières, les matériaux gélatineux développés par les scientifiques de Cambridge arborent une structure en couches. Cette conception leur permet de générer de l’électricité. Ce qui est également intéressant, c’est que la batterie possède une propriété auto-cicatrisante notamment parce que les hydrogels peuvent retrouver leur forme d’origine en cas d’endommagement ou de déformation.
Des polymères à base d’eau
La cellule nouvellement conçue incorpore des réseaux de polymères en 3D constitués à plus de 60 % d’eau. Les polymères sont liés entre eux par des interactions marche/arrêt contrôlables. Cette propriété leur permet d’imiter les caractéristiques des tissus humains, ce qui a pour effet de faciliter leur intégration dans le corps des patients. « Comme ils ne contiennent pas de composants rigides tels que le métal, les implants en hydrogel risquent beaucoup moins d’être rejetés par l’organisme ou de provoquer l’accumulation de tissu cicatriciel », a déclaré le professeur Oren Scherman qui a dirigé la recherche.
Une percée majeure
L’autre avantage de ce dispositif de stockage d’énergie est qu’il peut s’étirer jusqu’à plus de dix fois sa longueur initiale sans affecter sa conductivité. Selon l’équipe, il s’agit d’une première, car jamais auparavant une telle combinaison n’avait été réalisée avec succès. « Il est difficile de concevoir un matériau à la fois hautement extensible et hautement conducteur, car ces deux propriétés sont normalement en contradiction l’une avec l’autre », a expliqué l’auteur principal de l’étude. Du fait de sa conception révolutionnaire, la batterie fabriquée à partir d’hydrogels pourrait être implantée dans le cerveau pour traiter des troubles neurologiques tels que l’épilepsie. Mais avant d’en arriver là, des recherches supplémentaires sont nécessaires. Plus d’infos : science.org. Une invention qui pourrait révolutionner de nombreux domaines, qu’en pensez-vous ? Je vous invite à nous donner votre avis, vos remarques ou nous remonter une erreur dans le texte, cliquez ici pour publier un commentaire .
Stretch your imagination and your battery! This blue jelly is actually a hydrogel battery🔋Stephen O'Neill from the @OScherman
group tests its limits.https://t.co/WAwEDRSXAA pic.twitter.com/Q6NIlrQNbN— Cambridge Chemistry (@ChemCambridge) July 18, 2024
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