Images SEM de la surface super-hydrophobe Crédit : Communication Nature
Des ingénieurs de l'Université de Californie à San Diego ont développé une surface super-hydrophobe qui peut être utilisée pour générer une tension électrique. Lorsque l'eau salée coule sur cette surface spécialement conçue, il peut produire au moins 50 millivolts. Les travaux de validation de principe pourraient conduire au développement de nouvelles sources d'alimentation pour les plates-formes de laboratoire sur puce et d'autres dispositifs microfluidiques. Elle pourrait un jour être étendue aux méthodes de récupération d'énergie dans les usines de dessalement d'eau, les chercheurs ont dit.
Une équipe de chercheurs dirigée par Prab Bandaru, professeur de génie mécanique et aérospatial à la UC San Diego Jacobs School of Engineering, et premier auteur Bei Fan, un étudiant diplômé du groupe de recherche de Bandaru, ont publié leur travail dans le numéro du 3 octobre de Communication Nature .
L'idée principale derrière ce travail est de créer une tension électrique en déplaçant des ions sur une surface chargée. Et plus vite vous pouvez déplacer ces ions, plus vous pouvez générer de tension, expliqua Bandaru.
L'équipe de Bandaru a créé une surface si hydrophobe qu'elle permet à l'eau (et à tous les ions qu'elle transporte) de s'écouler plus rapidement lors du passage. La surface détient également une charge négative, ainsi un flux rapide d'ions positifs dans l'eau salée par rapport à cette surface chargée négativement entraîne une différence de potentiel électrique, créer une tension électrique.
"La friction réduite de cette surface ainsi que les interactions électriques qui en résultent permettent d'obtenir une tension électrique considérablement améliorée, " dit Bandaru.
La surface a été réalisée en gravant de minuscules arêtes dans un substrat de silicium, puis en remplissant les arêtes d'huile (telle que l'huile de moteur synthétique utilisée pour la lubrification). Dans les essais, l'eau salée diluée a été transportée par pompe à seringue sur la surface dans un canal microfluidique, puis la tension a été mesurée aux extrémités du canal.
Configuration expérimentale Communication Nature
Il y a eu des rapports précédents sur super-hydrophobe, ou surfaces dites "feuille de lotus" conçues pour accélérer l'écoulement du fluide à la surface. Cependant, ces surfaces ont jusqu'à présent été modelées avec de minuscules poches d'air - et comme l'air ne retient pas la charge, le résultat est une plus petite différence de potentiel électrique et donc, une tension plus faible. En remplaçant l'air par un liquide comme l'huile synthétique, qui retient la charge et ne se mélange pas à l'eau salée, Bandaru et Fan ont créé une surface qui produit au moins 50 % de tension électrique en plus que les conceptions précédentes. Selon Bandaru, des tensions plus élevées peuvent également être obtenues grâce à des vitesses de liquide plus rapides et à des canaux plus étroits et plus longs.
Avancer, l'équipe travaille sur la création de canaux avec ces surfaces à motifs qui peuvent produire plus d'énergie électrique.
