Des chercheurs de l’Université RMIT ont développé un dispositif flexible en film de nylon qui génère de l’électricité à partir de la compression et continue de fonctionner même après avoir été écrasé plusieurs fois par une voiture, ouvrant la voie à des capteurs auto-alimentés sur nos routes et à d’autres appareils électroniques.
Certains matériaux – comme le quartz, certaines céramiques et même les os – produisent une charge électrique lorsqu’ils sont comprimés, pressés ou vibrés. C’est la piézoélectricité, qui vient du grec « piezein » signifiant presser.
Les véhicules modernes reposent sur des composants piézo dans les injecteurs de carburant, les capteurs de stationnement, les systèmes d’airbag et autres fonctions.
L’innovation en nylon de l’équipe pourrait offrir un matériau alternatif plus durable pour ces composants ou soutenir de nouvelles technologies pour la détection de la gestion du trafic sur les routes.
Cette percée résout un problème de longue date avec les plastiques de récupération d’énergie, qui peuvent produire de l’énergie à partir du mouvement mais sont souvent trop fragiles pour une utilisation réelle, tout en réduisant les émissions de carbone en utilisant l’énergie ambiante naturellement présente dans le mouvement et la pression.
En utilisant des vibrations sonores et des champs électriques pour réorganiser le matériau au niveau moléculaire, l’équipe a transformé un nylon industriel robuste en un film générateur d’énergie résistant, adapté aux wearables, aux infrastructures et aux surfaces intelligentes.
L’équipe, dirigée par le professeur distingué Leslie Yeo et le Dr Amgad Rezk, a utilisé des vibrations sonores à haute fréquence tout en appliquant un champ électrique lors de la solidification du nylon, aidant ses molécules à former une structure plus ordonnée. Cette technique a permis au dispositif en nylon de générer de l’électricité à chaque fois qu’il était plié, comprimé ou tapoté.
Le nylon seul ne convertit pas efficacement le mouvement en électricité, limitant son potentiel pour alimenter les appareils du quotidien.
L’équipe a utilisé un plastique industriel durable appelé nylon‑11 qui, contrairement aux nylons courants, peut générer de l’électricité à partir de la pression lorsque ses molécules sont soigneusement alignées.
Yeo a déclaré que l’équipe avait trouvé un moyen simple de transformer le nylon en un générateur d’énergie « incroyablement résistant ».
« Cette méthode pourrait alimenter les appareils de nouvelle génération qui doivent survivre aux contraintes du monde réel – qu’il s’agisse de technologies portables, de capteurs ou de surfaces intelligentes », a affirmé Yeo de l’École d’ingénierie.
Le Dr Amgad Rezk a souligné que le processus offrait des avantages significatifs pour l’industrie, avec une approche économe en énergie et évolutive.
« Nous sommes impatients de voir où les partenaires industriels potentiels pourraient mener cette technologie, de l’électronique flexible à l’équipement sportif. »
Le premier auteur et doctorant de RMIT, Robert Komljenovic, a expliqué que les films de nylon étaient flexibles, robustes et fiables, conservant leur capacité à transformer le mouvement en énergie.
« Nos dispositifs en nylon peuvent récolter de l’énergie simplement à partir de la compression pendant le mouvement », a révélé Komljenovic.
« Les dispositifs à film mince sont si robustes que vous pouvez les plier, les étirer, même leur faire passer une voiture dessus – et ils continuent de produire de l’énergie. Cela pourrait signifier de nouvelles façons de charger de petits appareils en utilisant la compression provenant du mouvement des personnes, des machines ou des véhicules. »
Prochaines étapes et opportunités pour l’industrie
Les chercheurs prévoient de mettre à l’échelle la technologie pour des applications plus importantes et d’explorer des partenariats avec l’industrie pour commercialiser cette innovation.
Article : Electroacoustic alignment of robust and highly piezoelectric nylon-11 films – Journal : Nature Communications – Méthode : Experimental study – DOI : Lien vers l’étude
Source : RMIT
