Des piles miniatures fabriquées à partir d'un cheveu ont été créées.

TPO - Des chercheurs ont mis au point une batterie aussi fine qu'un cheveu, capable d'alimenter des robots aussi petits qu'un signe de ponctuation.

Un type de batterie miniature qui alimente le robot (Photo : Michael Strano)

Les piles zinc-air captent l'oxygène de l'air ambiant et oxydent de minuscules quantités de zinc, une réaction qui peut générer 1 volt. Cette énergie peut ensuite alimenter des capteurs ou de petits bras robotisés capables de prélever et d'abaisser des objets, comme l'insuline, directement dans les cellules des personnes diabétiques.

Bien que l'utilisation de robots microscopiques pour administrer des médicaments à des endroits précis du corps soit envisagée depuis longtemps, leur alimentation électrique reste un problème complexe.

De nombreux dispositifs actuels utilisent l'énergie solaire, ce qui signifie qu'ils doivent être exposés à la lumière du soleil ou contrôlés par des lasers. Mais aucun de ces dispositifs ne peut pénétrer profondément dans le corps car ils doivent être constamment alimentés par une source lumineuse.

« Si l’on veut un micro-robot capable d’accéder à des espaces inaccessibles aux humains, il doit posséder un degré d’autonomie plus élevé », a déclaré Michael Strano, ingénieur chimiste au MIT et auteur principal de l’étude.

La batterie mesure 0,01 millimètre.

Il s'agit de l'une des plus petites batteries jamais inventées. En 2022, des chercheurs allemands ont décrit une batterie de la taille d'un millimètre pouvant être intégrée à une puce électronique. La batterie mise au point par Strano et son équipe est environ dix fois plus petite : elle mesure seulement 0,1 millimètre de long et 0,002 millimètre d'épaisseur (l'épaisseur moyenne d'un cheveu humain est d'environ 0,1 millimètre).

Cette pile comporte deux composants : une électrode de zinc et une électrode de platine. Elles sont enrobées dans un polymère appelé SU-8. Lorsque le zinc réagit avec l’oxygène de l’air, il se produit une réaction d’oxydation qui libère des électrons. Ces électrons migrent vers l’électrode de platine.

Ces batteries sont fabriquées grâce à un procédé appelé photolithographie, qui utilise des matériaux photosensibles pour transférer des motifs nanométriques sur des plaquettes de silicium. Cette méthode, couramment employée pour la fabrication de semi-conducteurs, permet d'« imprimer » rapidement 10 000 batteries sur chaque plaquette de silicium, comme l'ont rapporté Strano et ses collègues dans la revue Science Robotics.

Dans cette nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé un fil pour relier ces minuscules batteries à des robots microscopiques également développés par le laboratoire de Strano. Ils ont testé la capacité de la batterie à alimenter un memristor.

Ils ont également utilisé des batteries ultra-minces pour alimenter le circuit de l'horloge, permettant ainsi au robot de mesurer le temps et d'alimenter deux capteurs nanométriques : l'un en nanotubes de carbone et l'autre en disulfure de molybdène. Selon les chercheurs, ces microcapteurs peuvent être intégrés dans des canalisations ou d'autres endroits difficiles d'accès.

L'équipe de recherche a également utilisé des batteries pour alimenter le bras d'un des microrobots. Ces minuscules actionneurs pourraient permettre à des robots médicaux d'opérer à l'intérieur du corps afin d'administrer des médicaments à un moment ou un endroit précis.

Ha Thu

Selon Live Science