Batteries révolutionnaires en gel inspirées des anguilles électriques pour la robotique et les implants

ParisDes scientifiques de l'Université de Cambridge ont conçu une nouvelle batterie révolutionnaire. Elle est douce, extensible et ressemble à de la gelée. Destinée aux dispositifs portables, aux robots souples et potentiellement aux implants cérébraux, cette batterie innovante pourrait ouvrir la voie à de nombreuses nouvelles applications.

Principaux atouts des batteries en gel :

• Douces et extensibles
• Auto-régénérantes
• Composées d'hydrogel
• Haute conductivité
• Biocompatibles

Les batteries en gelée sont fabriquées à partir d’hydrogels. Ces derniers sont des réseaux de polymères qui contiennent plus de 60 % d’eau. Les chercheurs ont opté pour les hydrogels parce qu'ils permettent de contrôler les propriétés mécaniques et représentent d'excellentes options pour la robotique souple et les bioélectroniques.

Allier conductivité et extensibilité représente une avancée majeure. En général, lorsqu'un matériau est étiré, il perd une partie de sa conductivité. Cependant, ces batteries en gel peuvent s'étirer jusqu'à dix fois leur longueur initiale sans perdre leur conductivité. Cette flexibilité est cruciale pour une utilisation dans des dispositifs souples.

L'équipe de recherche a utilisé des polymères chargés en ions plutôt que des polymères neutres, rendant ainsi les hydrogels conducteurs. En modifiant les composants salins, ils ont pu faire en sorte que les gels adhèrent entre eux, leur permettant de créer des potentiels énergétiques plus élevés.

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Les hydrogels s’agrippent fermement entre eux grâce à des liaisons pouvant se former et se rompre aisément. Ces liaisons permettent aux couches de rester intactes même lorsqu’elles sont étirées. Cette forte cohésion contribue à maintenir une bonne conductivité, même sous tension.

Les batteries en gelée sont très utiles à des fins médicales. Elles peuvent s'ajuster facilement aux tissus humains et sont moins susceptibles d'être rejetées ou de provoquer des cicatrices. Le professeur Oren Scherman, directeur du Laboratoire Melville pour la Synthèse des Polymères, affirme que les implants en hydrogel seraient plus doux et moins gênants que les pièces métalliques rigides.

Les hydrogels sont robustes et peuvent supporter une pression sans se déformer de manière permanente. En cas de dommage, ils ont la capacité de se régénérer. À l'avenir, des tests seront réalisés sur ces hydrogels au sein d'organismes vivants pour évaluer leur potentiel à des fins médicales.

Le travail des chercheurs a été financé par le Conseil Européen de la Recherche ainsi que par le Conseil de Recherche en Ingénierie et Sciences Physiques (EPSRC), qui fait partie de UK Research and Innovation (UKRI).

Ce progrès pourrait transformer plusieurs domaines. Les dispositifs pourront devenir plus souples et plus confortables, notamment pour les applications médicales. Un avantage majeur est la combinaison de la conductivité et de la souplesse, essentielles pour les nouvelles bioélectroniques et les robots souples. Cela représente une avancée significative avec de nombreuses nouvelles utilisations potentielles à venir.