Besoin de jus pour un iPod mourant ? Vous pourrez bientôt brancher le gadget sur une chemise, dansez le toboggan électrique et soyez prêt à partir.

Des chercheurs de l'Université de Californie-Berkeley perfectionnent des fibres microscopiques capables de produire de l'électricité à partir de mouvements corporels simples tels que la flexion, étirement et torsion. Les filaments, qui ressemblent à de minuscules lignes de pêche, pourraient bientôt être tissés dans les vêtements et vendus comme les générateurs portables ultimes.

Cela peut prendre trois ans ou plus avant qu'il n'arrive dans les rayons des magasins, mais la technologie est déjà saluée comme une percée.

Les nanofibres « auront des implications très importantes, " a déclaré Mihail Roco, conseiller principal pour les nanotechnologies auprès de la National Science Foundation, qui a récemment donné 350 $, 000 subventions au projet.

En plus d'aider à réduire la demande d'électricité des services publics locaux, de nouvelles industries pourraient naître pour fabriquer les minuscules générateurs personnels, il a dit.

Les chercheurs envisagent des randonneurs qui allument leurs appareils photo numériques tout en gravissant une montagne ou un joggeur chargeant son téléphone portable à mi-course.

Le Pentagone est aussi chaud pour cela :les soldats n'auraient plus à transporter de lourdes batteries pour alimenter leur équipement. Avec la National Science Foundation, l'agence secrète de recherche avancée du Pentagone aide à financer le projet.

Pour l'instant, le "smart power suit" est encore une expérience de laboratoire, a déclaré Liwei Lin, professeur de génie mécanique à l'UC-Berkeley, qui supervise le développement des fibres.

Lin et son équipe, dont des chercheurs de Berkeley, l'Allemagne et la Chine, ont récemment pu démontrer la capacité des fibres à exploiter l'énergie de mouvements corporels infimes.

Travailler dans un petit, laboratoire de deux pièces sur le campus de Berkeley, les chercheurs ont pu convertir l'énergie des mouvements des doigts en électricité à l'aide de fibres attachées à un gant chirurgical.

À environ 500 nanomètres d'épaisseur, un brin est à peine perceptible à l'œil humain. C'est un dixième de la largeur d'une fibre de tissu et un centième de la largeur d'un cheveu humain.

Il en faudrait environ 100, 000 fibres pour produire assez d'énergie pour une montre électrique et 1 million de fibres pour générer assez de courant pour alimenter un iPod. Mais un faisceau de 1 million de fibres n'aurait qu'environ la taille d'un grain de sable.

Lin a déclaré que les fibres peuvent absorber l'énergie inexploitée produite par le corps humain, un générateur naturel remarquablement efficace. Plus le mouvement est vigoureux, plus la puissance peut être récoltée, faire des genoux, des coudes et des autres articulations des points de prédilection pour les brins.

Les brins profitent de la piézoélectricité, qui produit de l'énergie par « le stress appliqué, " similaire à la chaleur générée en se frottant les mains.

Les trempettes multiples dans la machine à laver ne feront pas mal - les fibres sont flexibles et résistantes à la chaleur et aux produits chimiques. Ils sont également assez petits pour se fondre discrètement dans la plupart des vêtements.

Et la statique ne devrait pas être un problème, dit Lin.

Les filaments sont fabriqués à partir d'un bon marché, plastique organique appelé fluorure de polyvinylidène. Le matériel, connu sous le nom de PVDF, aussi camées dans les lignes de pêche, l'isolation des fils électriques et de la peinture sur des bâtiments tels que la tour Taipei 101 à Taïwan.

L'équipe de Lin produit les fibres à l'aide d'une technique pionnière appelée électrofilage en champ proche. Une seringue remplie d'une solution de polymère est suspendue au-dessus d'un mobile, plaquette de silicium électriquement conductrice. Un champ électrique arrache la solution, formant de fines fibres sur la plaquette selon des motifs réguliers. Pensez à un boulanger qui applique de très fines lignes de glaçage sur un très petit gâteau.

Produire de l'électricité à partir de minuscules composants est un rêve lointain pour les scientifiques depuis des décennies, dit Roco, qui dirige également l'Initiative nationale de nanotechnologie.

"Jusqu'à maintenant, il y avait trop peu de moyens de le faire efficacement, trop loin pour vraiment avoir une discussion, " dit-il. " Maintenant, il y a enfin une solution technique. Maintenant, les gens peuvent enfin commencer à y penser plus sérieusement."

Le travail de Lin s'appuie sur plusieurs années d'efforts pour mélanger vêtements et électricité.

Une équipe du Georgia Institute of Technology a développé des fibres similaires à celles de Lin il y a plusieurs années en utilisant des brins de Kevlar synthétique recouverts de tiges d'oxyde de zinc. Les filaments résultants, qui ressemblent à des bigoudis, produisent de l'énergie lorsqu'ils sont frottés ensemble.

Dirigé par le professeur Zhong Lin Wang, les chercheurs ont également produit des courants électriques à partir de doigts tapant sur des téléphones portables, hamsters qui courent sur des roues d'exercice, même des cordes vocales vibrantes. De minuscules modules pourraient éventuellement être implantés dans le corps humain pour récupérer l'énergie des mouvements musculaires ou des vaisseaux sanguins, a dit Wang.

Mais les fibres de l'équipe de Lin sont faites de matière organique qui peut être filée à l'infini, tandis que les brins de Géorgie utilisaient des matériaux inorganiques et étaient limités à quelques millimètres de longueur.

À l'université rivale de Stanford, les chercheurs développent des batteries à base de tissu, ou eTextiles, qui pourrait potentiellement stocker l'énergie produite à UC-Berkeley.

Un chiffon ordinaire devient des batteries rechargeables et des condensateurs lorsqu'il est immergé dans une formule d'encre spéciale, puis séché au four. Une pièce pesant environ une once peut retenir jusqu'à trois fois la quantité d'énergie qu'une batterie de téléphone portable peut, tout en restant léger et flexible.

Lin de Berkeley a déclaré qu'il pourrait chercher un financement en capital-risque dans les trois mois, bien qu'il n'ait pas encore décidé s'il voulait créer sa propre entreprise avec la technologie ou la concéder sous licence à d'autres entreprises.

Si le produit peut être fabriqué en série à moindre coût, l'absence de concurrence donnerait aux nanofibres un moyen facile de conquérir le marché, dit Roco.

"Cela sera déterminé par l'économie - si les nanofibres coûtent 10 $, 000, personne ne les achètera, " a-t-il dit. " Mais s'ils sont à 2 $, tout le monde achètera. Les gens utiliseront la nanotechnologie non pas parce que c'est fantaisiste, mais parce que c'est économique."

(c) 2010, Los Angeles Times.
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