Appelez ça le T-shirt électrique. Ou, comme l'ont surnommé les chercheurs de l'Université de Californie à San Diego, le "microgrid portable".

Quel que soit son surnom, la chemise à manches longues conçue par les cerveaux de la Jacobs School of Engineering peut récolter et stocker de l'énergie pendant que le porteur bouge ou fait de l'exercice. Les nano-ingénieurs de l'école prévoient qu'un jour le prototype sera affiné au point que les appareils électroniques comme les téléphones portables n'auront plus besoin d'être alimentés par le réseau électrique, mais pourront fonctionner avec les vêtements que les gens portent tous les jours.

Et, peut-être, générer de l'énergie qui est littéralement au bout de nos doigts.

"Ce que nous voulons réaliser à la fin, c'est d'avoir un système où vous n'avez plus besoin de penser à recharger", a déclaré Lu Yin, un doctorat en nano-ingénierie. étudiant qui a travaillé en étroite collaboration avec Joseph Wang, directeur du Center for Wearable Sensors à UC San Diego.

La chemise recueille ou récolte l'énergie du corps humain qui peut être stockée puis utilisée pour alimenter de petits appareils électroniques, comme une montre-bracelet à écran LCD.

Des piles à biocarburant alimentées par la sueur produite par le porteur sont situées à l'intérieur de la chemise au niveau de la poitrine. Sur les avant-bras et le torse de la chemise, des générateurs triboélectriques récupèrent l'énergie lorsque l'utilisateur marche ou fait du jogging. Dans le même temps, des supercondensateurs placés sur la poitrine du maillot stockent temporairement l'énergie puis la déchargent pour alimenter des appareils.

Il semble que le prototype serait volumineux et difficile à porter, mais il est léger, flexible et n'est pas affecté par la flexion, le pliage ou le froissement. La chemise peut être lavée à l'eau, tant qu'aucun détergent n'est utilisé.

L'énergie générée par le balancement des bras de l'utilisateur lors de la course ou de la marche fonctionne sur le même principe que l'électricité statique.

"Il est très économe en énergie et très adapté à ces applications à faible consommation d'énergie et à faible consommation d'énergie", a déclaré Yin, ajoutant que le design de la chemise est unique en termes de fonctionnalités.

L'idée de la chemise a été inspirée par les micro-réseaux qui ont la capacité de fonctionner indépendamment du réseau électrique.

Les appareils électroniques portables et portables, tels que les montres intelligentes, ont gagné en popularité. Combiné avec l'adoption quasi universelle des ordinateurs personnels, des iPhones et d'autres appareils, il y a un effort concerté pour trouver des sources d'énergie alternatives pour les faire fonctionner tous.

La technologie auto-alimentée envisage des appareils qui peuvent fonctionner par eux-mêmes, sans dépendre d'une source d'énergie externe. Une telle transition réduirait le besoin du nombre incalculable de batteries qui alimentent actuellement nos gadgets, sans parler de l'impact qu'une telle adaptation aurait sur la réduction potentielle de la demande d'énergie sur un système électrique de plus en plus sollicité.

"Je pense que la (recherche et développement) repose principalement sur la façon de perfectionner la partie de récupération d'énergie", a déclaré Yin. "Ce que nous avons démontré, c'est la récupération d'énergie jusqu'à quelques centaines de microwatts. Nous voulons que cela soit augmenté, peut-être décuplé, et nous y arrivons."

La clé sera de développer la technologie. La chemise UC San Diego n'est pas encore assez puissante pour faire fonctionner, disons, un téléphone portable.

Mais Yin voit la chemise comme un moyen de fournir une "détection intelligente" pour surveiller des éléments tels que la fréquence cardiaque et les niveaux d'oxygène du porteur. "Nous travaillons également sur la surveillance de la pression artérielle portable", a-t-il déclaré.

Des entreprises privées du secteur des vêtements de sport ont manifesté leur intérêt pour la recherche de l'UC San Diego. Yin voit une autre application pratique pour la chemise :générer de la luminescence pour les joggeurs qui courent la nuit.

"Nous sommes très optimistes quant à toute la tendance de l'électronique portable, en particulier l'intégration de ces dispositifs de stockage d'énergie avec des récupérateurs d'énergie", a déclaré Yin. "Nous voyons une feuille de route pour le développement futur."

Dans le cadre de recherches connexes, les ingénieurs de l'UC San Diego ont mis au point une fine bande flexible qui peut être enroulée autour du bout des doigts comme un pansement. L'appareil portable peut générer de petites quantités d'électricité lorsque le doigt d'une personne transpire ou lorsque le doigt est pressé.

Présenté comme le premier du genre, l'appareil mesure environ 1 centimètre carré, soit moins d'un demi-pouce. Un rembourrage d'électrodes en mousse de carbone absorbe la sueur et la convertit en énergie électrique.

You wouldn't think that your finger perspires very much but "what we figured out is that on the fingertip, the sweat rate is much higher compared to other parts of the body," Yin said. "That's why we have so many grooves on the finger because it contains hundreds of sweat glands along each groove."

Electrodes equipped with enzymes trigger chemical reactions between lactate and oxygen molecules in sweat to generate electricity. As the wearer sweats on the strip, electrical energy gets stored in a small capacitor and can be discharged to devices when needed.

"The level of power we're generating is in terms of best case, maybe hundreds of microwatts per finger," Yin said. "It's still some distance away from powering a cellphone."

The UC San Diego researchers had a subject wear the device on one fingertip while performing sedentary activities. After 10 hours of sleep, the device collected almost 400 millijoules of energy—enough to power an electronic wristwatch for 24 hours. One hour of typing and clicking on a mouse saw the device collect almost 30 millijoules.

Though the fingertip device and the "electric T-shirt" represent two different studies, UC San Diego nanoengineers think of their wearables research as an integrated effort.

"We are definitely moving towards the next generation of electronics," Yin said. "We envision it to be more flexible, more conformable to the human body, to be more durable and eventually self-sustainable. That's the eventual goal we want to get to."