Incroyable innovation : des générateurs électriques à base d'écailles de poissons

Préparées, des écailles de poissons, formées de millions de fibres de collagène, exhibent des propriétés piézoélectriques : elles produisent du courant quand elles se déforment sous l’effet d’un bruit, du vent ou d’un mouvement.

Voilà, démontrent deux chercheurs indiens, comment réaliser des nanogénérateurs biocompatibles qui pourraient alimenter des systèmes médicaux implantés, comme des stimulateurs cardiaques.

Un résumé en images de cette étonnante réalisation. En haut à gauche, les écailles récupérées. Elles sont constituées de fibres minuscules de collagène précisément alignées, comme le montre la photographie de droite, obtenue par microscopie électronique à balayage. Dessous, à gauche, des doigts montrent une écaille devenue transparente (Transparent Fish Scale) qui, juste à droite, a été intégrée sur un support souple muni de connecteurs électriques. On voit à côté le résultat : des diodes bleues qui s'allument, alimentées par l'électricité générée par quatre écailles lorsqu'elles sont soumises à une contrainte mécanique. © Sujoy Kuman Ghosh et Dipankar Mandal, Jadavpur University

Depuis longtemps, des physiciens du monde entier cherchent le moyen de réaliser des générateurs d'électricité miniatures, pour alimenter des appareils nomades ou implantés dans le corps. De nombreux prototypes ont été réalisés, captant la lumière, la chaleur ou les vibrations par effet piézoélectrique (quand une déformation mécanique produit une tension). Force est de constater que les résultats restent médiocres, avec des puissances faibles et des coûts de fabrication élevés.

Deux chercheurs indiens, Sujoy Kumar Ghosh et Dipankar Mandal, de l'université Jadavpur, ont peut-être changé la donne en prenant comme matière première les écailles récupérées parmi les déchets d'un atelier de préparation du poisson.

Pourquoi une telle idée ? Parce que les nanofibres de collagène (une protéine bien connue de tous les animaux de la Terre) y sont alignées et présentent de ce fait des propriétés piézoélectriques. Un matériau confectionné par une nanotechnologie naturelle, en somme et, qui plus est, bon marché.

Dans un article de la revue Applied Physics Letters, ces deux scientifiques rapportent leurs résultats après un traitement des écailles, consistant en une déminéralisation, qui les rend transparentes. Les propriétés électriques ont été observées de près, par spectrométrie X, et les chercheurs ont découvert un comportement, avec une polarité stable.

Biocompatibles, ces nanogénérateurs pourraient fonctionner dans le corps

Ces écailles transparentes génèrent de l'électricité quand elles sont déformées ou quand elles vibrent sous l'effet d'un son ou du vent. Le duo indien a mesuré une tension allant jusqu'à 4 volts par écaille et un débit de courant de 1,5 μA (micro-ampère). La puissance ainsi disponible est de 1,14 μW par cm2 (obtenue sous une compression de 0,17 MPa). Pour visualiser les applications possibles de ce nanogénérateur, les chercheurs ont connecté quatre écailles en série. Produisant une tension de 14 V, elles ont pu allumer plus de 50 LED bleues, comme le montre l'illustration de cet article.

Tout à fait expérimental, ce générateur original ne pourrait pas alimenter nos smartphones, toujours gourmands en énergie. En revanche, le principe a de quoi intéresser le secteur médical, toujours à la recherche de sources d'alimentation pour les dispositifs électroniques implantables dans le corps et pour les MEMS injectés dans le sang, imaginés pour transporter des molécules ou effectuer des mesures, tels des sous-marins miniatures. Un tel nanogénérateur pourrait alors leur fournir de l'électricité grâce aux seuls mouvements du corps, ou du cœur pour un stimulateur cardiaque.

Source : http://www.futura-sciences.com/planete/actualites/energie-renouvelable-incroyable-innovation-generateurs-electriques-base-ecailles-poissons-64227/#xtor=RSS-8

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