Plus qu’un joli visage : les rayures du zèbre sont à l’origine de la conception d’un nouveau générateur d’électricité.

L’apparence distinctive du zèbre a été la source de nombreux débats scientifiques, qu’il s’agisse de son rôle dans la confusion des prédateurs ou de sa capacité à empêcher les piqûres de taons. Récemment, on a découvert que les animaux peuvent relever la fourrure de leurs segments noirs pour transférer la chaleur de la peau afin de réguler la température.

Aujourd’hui, des scientifiques ont abordé le débat sur le zèbre dans une toute autre direction : ils se sont inspirés de l’animal pour créer un dispositif qui produit de l’électricité en utilisant les teintes contrastées comme conducteurs thermiques.

Des chercheurs du Gwangju Institute of Science and Technology (GIST), en Corée du Sud, ont mis au point un générateur thermoélectrique (TEG) flexible et biodégradable, qui utilise les sections noires et blanches pour créer un gradient de température sous la surface, ce qui permet de produire de l’électricité.

« Les générateurs thermoélectriques traditionnels sont grands et encombrants car ils reposent sur la convection naturelle, qui entraîne un gradient de température hors du plan », explique Young Min Song, professeur au GIST et auteur de l’étude. « Cela nécessite des isolants durs, ce qui limite l’application des TEG dans les appareils flexibles et portables. Nous avons maintenant transcendé ce paradigme dans notre conception en créant un dispositif dans le plan qui est flexible et biodégradable. Cela augmente son applicabilité tout en réduisant son impact sur l’environnement en le rendant évolutif, intégrable et durable ».

Le matériau PLCL biodégradable, qui réfléchit la lumière du soleil et émet un rayonnement infrarouge pour maintenir la zone située en dessous au frais, a formé les bandes blanches, tandis que le PEDOT:PSS, qui apparaît noir à l’œil, a fourni l’absorption de chaleur nécessaire pour créer le gradient de température en dessous. Grâce à des nanomembranes de silicium, le nouveau TEG a pu générer une différence de température de 22 °C pour le gradient.

Le matériau PLCL est un polymère élastique, ce qui rend l’échafaudage PLCL flexible et élastique. Les échafaudages PLCL et PLCL-COLI peuvent être rapidement restaurés après avoir été pressés

L’équipe s’est directement inspirée des équidés africains

Bien que le modèle de laboratoire soit un petit prototype, les chercheurs affirment qu’il peut produire de l’électricité en continu 24 heures sur 24 et que les matériaux ont été complètement biodégradés dans une solution saline en 35 jours.

« La pandémie a entraîné l’utilisation généralisée de masques et d’équipements de protection jetables, qui ont un impact considérable sur l’environnement », a déclaré M. Song. « Cela souligne la nécessité de trouver des solutions durables et écologiques telles que les TEG, qui peuvent être incorporées dans de tels dispositifs portables pour remplir des fonctions spécialisées telles que la production d’énergie autonome et la détection.

https://doi.org/10.1126/sciadv.adf5883

https://www.gist.ac.kr/en/html/sub06/060202.html?mode=V&no=208379