Les recherches sur les technologies portables évoluent, et des scientifiques explorent maintenant comment les mouvements humains peuvent générer de l’électricité tout en assurant le confort des usagers. Cette innovation repose sur une compréhension approfondie des matériaux qui non seulement améliorent le confort des textiles mais produisent également de l’énergie électrique par frottement. Voici comment cette science pourrait transformer les objets que nous portons quotidiennement.
Les Amphiphiles : clé du confort et de l’énergie
Des chercheurs ont démontré l’utilisation des amphiphiles dans les technologies portables. Ces molécules, souvent présentes dans les produits de consommation pour réduire la friction sur la peau, jouent un rôle inattendu dans la génération d’électricité. On les trouve par exemple dans les couches pour bébés pour éviter les irritations.
Les amphiphiles ont été étudiés pour leur capacité à diminuer la friction. Selon Lilian Hsiao, professeure associée en génie chimique et biomoléculaire à l’Université de Caroline du Nord, «Nous avons développé un modèle pour comprendre comment différents amphiphiles influencent la friction de surface des matériaux.»
Ce modèle permet non seulement de comprendre les bases moléculaires de la réduction de la friction mais aussi d’adapter les propriétés des matériaux pour diverses applications.
De la friction à l’électricité
Saad Khan, co-auteur et professeur INVISTA en génie chimique et biomoléculaire à NC State, a précisé : «Nous avons mené des expériences pour voir si nous pouvions utiliser les amphiphiles pour modifier les matériaux et les intégrer dans des récolteurs d’énergie haptique.»
Les résultats ont montré que non seulement l’électricité pouvait être produite à partir de la friction dans ces matériaux modifiés, mais que cela se faisait également avec une réduction de la friction ressentie par les porteurs.
En d’autres termes, les chercheurs ont pu créer des tissus portables avec des surfaces glissantes, agréables au toucher. Ils ont également découvert que certains amphiphiles possèdent des propriétés électroniques permettant de «donner» des électrons, ce qui, une fois incorporé dans les matériaux, permettait de générer de l’électricité tout en maintenant un niveau de confort élevé.
Des applications et un potentiel Industriel
Lilian Hsiao a souligné : «La technologie de récolte d’énergie statique est bien établie, mais les dispositifs pouvant être portés sur de longues périodes manquent encore.» Dans leurs essais de preuve de concept, ils ont constaté que ces matériaux non seulement sont confortables sur la peau mais peuvent également générer jusqu’à 300 volts, une performance remarquable pour un petit morceau de tissu.
Saad Khan ajoute pour conclure : «Un équilibre optimal entre la friction nécessaire pour générer de la puissance et le maintien du confort de l’utilisateur est essentiel dans la conception des technologies haptiques, et la chimie des amphiphiles offre un moyen simple d’y parvenir.»
Les chercheurs envisagent d’explorer plus avant comment intégrer ces matériaux dans les dispositifs haptiques existants et sont ouverts à des collaborations avec l’industrie pour découvrir de nouvelles applications.
Légende illustration : credit: Pedro Henrique Wink Reis, NC State University
Article : “Compressing Slippery Surface-Assembled Amphiphiles for Tunable Haptic Energy Harvesters” – Authors: Pallav K. Jani, Kushal Yadav, Saad A. Khan and Lilian C. Hsiao, North Carolina State University; Maryanne Derkaloustian and Charles Dhong, University of Delaware; and Hilmar Koerner, Air Force Research Laboratory – DOI : 10.1126/sciadv.adr4088
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