Orienté vers l’avenir : Les batteries sont généralement des blocs rigides, ce qui rend difficile la conception de petits appareils électroniques flexibles et portables autour d’eux. Les chercheurs commencent à s’attaquer au problème en repensant les éléments utilisés pour fabriquer les batteries, ce qui donne naissance à des matériaux fins et flexibles capables de retenir l’électricité de manière fiable après des étirements ou des compressions répétés.
Deux groupes de chercheurs ont récemment publié des études sur la possibilité de concevoir des batteries flexibles presque simultanément. Bien qu’elles n’aient aucun lien entre elles, les deux études décrivent des prototypes similaires.
L’American Chemical Society rapporte qu’une équipe de l’Université de Nanjing a conçu une batterie lithium-ion dont les composants peuvent s’étirer jusqu’à 5 000 % de leur longueur d’origine. De plus, la batterie reste en bon état pendant environ 70 cycles de charge complète.
D’après les chercheurs, d’autres batteries ont tenté d’obtenir une certaine flexibilité en pliant des matériaux solides comme du papier ou en les tissant pour en faire un tissu driver. Cependant, ces batteries peuvent être difficiles à fabriquer ou perdre leur charge en raison de composants qui s’affaiblissent à force d’étirements et de pliages répétés.
Les chercheurs ont résolu le problème en allant plus loin et en rendant chaque partie de la batterie élastique. Les électrodes essentielles à la technologie comprennent un empilement de pâte conductrice, de nanofils d’argent, de noir de carbone, de polydiméthylsiloxane, de sel de lithium, de film d’électrode et de revêtement protecteur. Une couche solide semblable à du caoutchouc se forme lorsqu’elle est activée par la lumière.
Même si des améliorations restent possibles, ce matériau pourrait permettre aux objets connectés et aux implants de mieux s’adapter aux mouvements des utilisateurs. Une équipe de l’Université de Cambridge a publié une autre approche du problème le même jour que les chercheurs de Nanjing.
Cette étude a permis de mettre au point un matériau gélatineux capable de conserver une charge et de revenir à sa forme initiale après avoir été écrasé ou étiré jusqu’à 10 fois sa longueur initiale. Le composant central – les hydrogels – est principalement composé d’eau mais présente des propriétés permettant aux chercheurs de manipuler leurs attributs mécaniques.
En modifiant la teneur en sel des hydrogels, ils deviennent plus adhésifs et plus résistants, ce qui augmente leur charge et leur permet de s’étirer sans perdre leur charge. Les chercheurs pourraient potentiellement modifier les propriétés du matériau pour qu’il corresponde à celles des tissus humains, ce qui le rendrait idéal pour alimenter des implants électriques. Des tests sur des organismes vivants sont prévus.
La conception de l’étude de Cambridge s’inspire largement de la structure biologique des anguilles électriques, qui utilisent des organes spéciaux pour électrocuter et étourdir leurs proies. Les premières études sur les anguilles électriques au XVIIIe siècle ont également contribué à inspirer l’invention de la première pile électrique en 1800.
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