Le professeur Oliver G. Schmidt présente une puce flexible pouvant être équipée d’un certain nombre de minuscules batteries inspirées des gâteaux, aux côtés du Dr Minshen Zhu, membre de l’équipe.
La miniaturisation constante de l’électronique exige de repenser les dispositifs qui l’alimentent, et un nouvel exemple fourni par des scientifiques de l’université de technologie de Chemnitz fait entrer cette technologie dans un tout nouveau domaine. En déployant ce qui est décrit comme un processus d’autoassemblage inspiré du Swiss-roll (gâteau roulé), les chercheurs ont produit la plus petite batterie du monde, qui, selon eux, pourrait être utilisée pour alimenter de petits capteurs dans le corps humain, entre autres applications.
La solution révolutionnaire de stockage d’énergie a été créée par le procédé dit « Swiss-Roll », inspiré des gâteaux cylindriques spongieux roulés avec d’épaisses couches de confiture à l’intérieur. Mais au lieu de se tourner vers le sucre et la farine, les scientifiques ont superposé des collecteurs de courant et des bandes d’électrodes en matériaux polymères, métalliques et diélectriques sur une surface de gaufrette tendue.
En retirant ces couches individuelles, la tension se relâche et les matériaux se remettent en place, s’enroulant les uns autour des autres pour adopter la même architecture qu’un gâteau suisse et créer une « micro-batterie cylindrique auto-enroulée ». Ce dispositif est plus petit qu’un millimètre carré de diamètre et de la taille d’un grain de poussière, avec une densité énergétique minimale de 100 microwatt heures par centimètre carré.
Des scientifiques ont fabriqué la plus petite batterie du monde, plus petite qu’un grain de sel.
Selon les chercheurs, ces caractéristiques rendent la batterie apte à être intégrée à terme dans de minuscules puces dotées de circuits électriques, qui pourraient prendre la forme de capteurs biocompatibles dans le corps humain. Nous avons vu comment ces types de dispositifs pourraient être utilisés pour tout, depuis le suivi des niveaux d’oxygène dans les tissus profonds jusqu’à la surveillance des organes vitaux, en passant par le contrôle du rétablissement après une opération chirurgicale.
Mais nombre de ces capteurs reposent sur des méthodes de récolte pour générer de l’électricité, par exemple en transformant des vibrations mécaniques en énergie, ou en captant la chaleur dans le même but. Mais cela ne fonctionne pas dans tous les cas, notamment à l’intérieur du corps humain. Les scientifiques considèrent que leur type de micro-batterie rechargeable, qui, selon eux, pourrait alimenter les plus petites puces informatiques du monde pendant environ 10 heures, constitue une solution à ce problème. Parmi les autres applications possibles figurent les systèmes robotiques et l’électronique ultra-flexible.
« Il existe encore un énorme potentiel d’optimisation pour cette technologie, et nous pouvons nous attendre à des microbatteries beaucoup plus puissantes à l’avenir », a déclaré le professeur Oliver Schmidt, qui a dirigé les recherches.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202103641
