Lorsqu'on marche dessus, ces planchers en bois récoltent assez d'énergie pour allumer une ampoule
Ce résumé graphique montre comment les pas sur les planchers de bois fonctionnalisés peuvent être utilisés pour alimenter de petits appareils. Crédit :Sun et al./Matter
Des chercheurs suisses exploitent une source d'énergie inattendue sous nos pieds :les parquets en bois. Leur nanogénérateur, présenté le 1er septembre dans la revue Matter , permet au bois de générer de l'énergie à partir de nos pas. Ils ont également amélioré le bois utilisé dans leur nanogénérateur avec une combinaison d'un revêtement en silicone et de nanocristaux intégrés, ce qui a donné un appareil 80 fois plus efficace, assez pour alimenter les ampoules LED et les petits appareils électroniques.
L'équipe a commencé par transformer le bois en un nanogénérateur en prenant en sandwich deux morceaux de bois fonctionnalisé entre des électrodes. Comme une chaussette qui s'accroche à la chemise fraîchement sortie de la sécheuse, les morceaux de bois se chargent électriquement par des contacts et des séparations périodiques lorsqu'on marche dessus, un phénomène appelé effet triboélectrique. Les électrons peuvent passer d'un objet à un autre, générant de l'électricité. Cependant, il y a un problème avec la fabrication d'un nanogénérateur en bois.
"Le bois est fondamentalement triboneutre", explique l'auteur principal Guido Panzarasa, chef de groupe de la chaire de science des matériaux en bois située à l'Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Zürich et au Laboratoire fédéral suisse de science et technologie des matériaux (Empa) Dübendorf. "Cela signifie que le bois n'a pas vraiment tendance à acquérir ou à perdre des électrons." Cela limite la capacité du matériau à générer de l'électricité, "le défi consiste donc à fabriquer du bois capable d'attirer et de perdre des électrons", explique Panzarasa.
Pour renforcer les propriétés triboélectriques du bois, les scientifiques ont enduit une pièce de bois de polydiméthylsiloxane (PDMS), un silicone qui acquiert des électrons au contact, tout en fonctionnalisant l'autre pièce de bois avec in-situ - nanocristaux cultivés appelés zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8). ZIF-8, un réseau hybride d'ions métalliques et de molécules organiques, a une tendance plus élevée à perdre des électrons. Ils ont également testé différents types de bois pour déterminer si certaines essences ou le sens de coupe du bois pouvaient influencer ses propriétés triboélectriques en servant de meilleur échafaudage pour le revêtement.
