J'ai fabriqué une petite batterie à partir d'un cheveu.

TPO - Des chercheurs ont mis au point une batterie ultra-fine capable d'alimenter des robots aussi petits que des signes de ponctuation.

Une minuscule batterie alimente le robot (Photo : Michael Strano)

Une pile zinc-air capte l'oxygène de l'air ambiant et oxyde une infime quantité de zinc, une réaction qui peut générer 1 volt. Cette énergie peut ensuite alimenter un capteur ou un petit bras robotisé capable de prélever et d'abaisser un objet comme de l'insuline directement dans les cellules d'un patient diabétique.

Bien que l'idée d'utiliser des robots microscopiques pour administrer des médicaments à des endroits précis du corps soit envisagée depuis longtemps, leur alimentation électrique reste un problème complexe.

De nombreux dispositifs actuels fonctionnent à l'énergie solaire, ce qui signifie qu'ils doivent être exposés à la lumière du soleil ou contrôlés par des lasers. Cependant, aucun de ces dispositifs ne peut pénétrer profondément dans le corps car ils doivent être constamment alimentés par une source lumineuse.

« Si l’on veut qu’un microrobot puisse accéder à des espaces inaccessibles aux humains, il doit posséder un degré d’autonomie plus élevé », a déclaré Michael Strano, ingénieur chimiste au MIT et auteur principal de l’étude.

La batterie mesure 0,01 millimètre.

Il s'agit de l'une des plus petites batteries jamais inventées. En 2022, des chercheurs allemands ont décrit une batterie de la taille d'un millimètre pouvant tenir sur une puce électronique. La batterie mise au point par Strano et son équipe est environ dix fois plus petite : elle mesure seulement 0,1 millimètre de long et 0,002 millimètre d'épaisseur. (À titre de comparaison, un cheveu humain mesure en moyenne 0,1 millimètre d'épaisseur.)

La pile comporte deux composants : une électrode de zinc et une électrode de platine. Celles-ci sont enrobées dans un polymère appelé SU-8. Lorsque le zinc réagit avec l’oxygène de l’air, il se produit une réaction d’oxydation qui libère des électrons. Ces électrons migrent vers l’électrode de platine.

Ces batteries sont fabriquées grâce à un procédé appelé photolithographie, qui utilise des matériaux photosensibles pour transférer des motifs nanométriques sur des plaquettes de silicium. Cette méthode, couramment employée pour la fabrication de semi-conducteurs, permet d'« imprimer » rapidement 10 000 batteries sur chaque plaquette de silicium, comme le rapportent Strano et ses collègues dans la revue Science Robotics.

Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé un fil pour relier ces minuscules batteries à des microrobots également développés par le laboratoire de Strano. Ils ont testé la capacité de la batterie à alimenter un memristor.

Ils ont également utilisé une microbatterie pour alimenter un circuit d'horloge permettant au robot de mesurer le temps, ainsi que deux capteurs nanométriques : l'un en nanotubes de carbone et l'autre en disulfure de molybdène. Selon les chercheurs, ces microcapteurs pourraient être intégrés dans des canalisations ou d'autres endroits difficiles d'accès.

L'équipe a également utilisé des batteries pour actionner le bras d'un des microrobots. Ces minuscules moteurs pourraient permettre à des robots médicaux d'opérer à l'intérieur du corps afin d'administrer des médicaments à un moment ou un endroit précis.

Ha Thu

Selon Live Science