Jelly batteries: Bizarre stretchy power inspired by nature

• Les batteries gelifiées sont auto-réparatrices, gélatineuses et peuvent être étirées à plus de 10 fois leur longueur d'origine sans affecter leur conductivité.
• Les batteries gelifiées pourraient être utilisées dans des dispositifs portables ou des robots mous, et pourraient également être implantées dans le cerveau pour administrer des médicaments ou traiter des maladies telles que l'épilepsie.
• Le développement des batteries gelifiées présente un certain nombre de défis, notamment la nécessité de tests de biocompatibilité et la mise en place d'une production à grande échelle efficace.

NOTRE AVIS
Les batteries gelifiées, inspirées par la capacité de l'anguille électrique à générer de l'énergie, introduisent une solution énergétique flexible et auto-réparatrice. Ces batteries à base d'hydrogel peuvent s'étirer sans perte de conductivité, ce qui les rend parfaites pour les dispositifs portables, les implants médicaux et la robotique. Les chercheurs de l'Université de Cambridge et de l'Université de technologie de Guilin sont à la pointe dans ce domaine, cherchant à les commercialiser grâce à leurs profils de sécurité prometteurs et leurs performances robustes. Il semble que ce mélange de compatibilité biologique et de progrès technologique pourrait bientôt permettre des intégrations de dispositifs plus pratiques et fiables, en particulier dans le domaine médical.
–Heidi Luo, BTW reporter Voir aussi: Ziggo Group nomme ses dirigeants avant l'introduction en Bourse à Amsterdam en 2027.

Introduction aux batteries gelifiées

Imaginez un monde où votre appareil portable ne cause jamais d'inconfort et où votre implant médical est conçu pour bouger avec votre corps. Comme nous le savons tous, les batteries traditionnelles, avec leurs structures rigides, limitent souvent ce que nous pouvons faire dans ces technologies. Heureusement, les batteries gelifiées offrent une solution prometteuse grâce à leur flexibilité et leur adaptabilité. Voir aussi: Alejandro Estua.

La nature est souvent la source de percées technologiques. L'idée derrière les batteries gelifiées vient en réalité d'une source improbable: l'anguille électrique. Cette créature aquatique génère de l'électricité grâce à des cellules appelées électrocytes pour étourdir ses proies ou se défendre.

En copiant ce processus naturel, les chercheurs ont créé des batteries utilisant des hydrogels qui fonctionnent de manière similaire à l'anguille. Les dernières recherches de l'Université de Cambridge ont fait de grandes avancées dans la technologie des batteries gelifiées. Ils ont utilisé des hydrogels composés de polymères organiques en couches contenant plus de 60 % d'eau, ce qui permet à ces matériaux de conduire l'électricité très efficacement. Voir aussi: Alejandro Manzo.

En utilisant ces hydrogels, ils ont créé des batteries qui se plient, s'étirent et se réparent même d'elles-mêmes. Cela les rend plus confortables à porter sur la peau et plus robustes lorsqu'elles sont implantées dans des organes internes, comme les poumons, le cœur ou le cerveau, selon le rapport de « The Economist ». Voir aussi: Alejandro Hernandez.

Alors que la plupart des batteries subissent une perte de conductivité si le matériau dont elles sont faites est plié ou étiré, une batterie gelifiée peut être étirée jusqu'à une fois et demie sa longueur sans perte de tension. Voir aussi: Alejandro Garza.

Stephen O’Neill, membre de l'équipe de recherche de Cambridge.

Un deuxième groupe de l'Université de technologie de Guilin, ainsi que d'autres centres de recherche en Chine, a travaillé sur une batterie hydrogel auto-réparatrice. Leurs recherches, récemment publiées dans Nano Research Energy, montrent que leur batterie peut supporter beaucoup de flexions et de torsions. Le groupe a également constaté que la batterie reste auto-réparatrice même après avoir été cassée dix fois, ce qui montre qu'elle est vraiment robuste et pourrait être très durable dans des applications pratiques. Voir aussi: Alejandro Guerrero.

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Quiz rapide

Quelle capacité unique de l'anguille électrique a inspiré la conception des batteries gelifiées ? Voir aussi: Alec Gramont.

A) Sa capacité à nager en arrière
B) Sa capacité à générer de l'électricité
C) Sa capacité à vivre à la fois en eau douce et en eau salée
D) Sa capacité à briller dans le noir Voir aussi: La chipflation de l'IA met sous pression les fabricants d'appareils au-delà des centres de données.

La réponse correcte se trouve en bas de l'article.

Développement des batteries gelifiées

Svolt Energy Technology Company, un leader de l'industrie des batteries, a partagé pour la première fois l'idée des batteries gelifiées lors du premier événement Battery Day le 2 décembre 2020 à Wuxi, en Chine. La batterie gelifiée est une batterie au lithium qui utilise un nouvel électrolyte gélatineux. Elle peut s'auto-réparer et ne prend pas feu. Cette batterie fonctionne aussi bien que les batteries traditionnelles à électrolyte liquide, mais elle empêche également la diffusion thermique et maintient sa stabilité même sous contrainte physique.

Lors des tests de l'entreprise, la batterie gelifiée a montré des améliorations de sécurité importantes par rapport aux batteries conventionnelles. Elle a réussi un test de boîte thermique à 150°C, prouvant qu'elle peut résister à la pression et continuer à fonctionner même lorsqu'elle chauffe. Ces caractéristiques sont idéales pour les véhicules électriques car elles peuvent supporter une chaleur extrême et bien fonctionner dans toutes les conditions. Cela rend la technologie plus sûre et plus utile pour les véhicules électriques.

Le 4 juillet dernier, Svolt Energy Technology a présenté sa batterie gelifiée de deuxième génération lors du Global Partner Summit. Le vice-président Zhang Fangnan a vanté la haute densité énergétique et les capacités de charge rapide de la batterie, et a annoncé son intention de démarrer la production en série en février 2026.

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Pendant ce temps, en juillet 2024, l'Université de Cambridge a réalisé des avancées significatives dans le domaine de la technologie des batteries gelifiées. La nouvelle batterie gelifiée développée par l'université peut s'auto-réparer, elle est gélatineuse et peut s'étirer plus de dix fois sa longueur d'origine sans perdre en conductivité, selon le rapport du Sci-Tech Daily.

Caractéristiques et avantages

Ce qui rend les batteries gelifiées spéciales, c'est leur conception innovante. Elles offrent un ensemble de propriétés uniques qui répondent à de nombreuses limitations des batteries traditionnelles. Premièrement, elles peuvent être pliées et étirées, ce qui les rend parfaites pour les technologies portables et les implants médicaux qui doivent bouger avec le corps. Cette adaptabilité signifie que les utilisateurs n'auront pas à s'inquiéter de l'inconfort et que les appareils alimentés par ces batteries seront plus fiables.

« Les propriétés mécaniques de l'hydrogel peuvent être adaptées pour correspondre à celles des tissus humains », a déclaré le chef d'équipe Oren Scherman. « Les implants en hydrogel sont moins susceptibles d'être rejetés par le corps ou de provoquer une accumulation de tissu cicatriciel car ils ne contiennent pas de composants rigides tels que des métaux. »

En plus d'être flexibles, les hydrogels sont vraiment résistants. Ils peuvent supporter beaucoup de pression sans être endommagés et peuvent même se réparer s'ils sont cassés. De plus, les batteries gelifiées peuvent s'auto-réparer. Ces batteries sont fabriquées à partir d'hydrogels, ce qui signifie qu'elles ont des liaisons moléculaires fortes qui peuvent se réaligner et se réparer si elles sont endommagées.

Une autre caractéristique de la batterie gelifiée est que les liaisons moléculaires fortes qui permettent aux polymères de s'étirer permettent également au matériau de se réparer très rapidement s'il est cassé.

Jade McCune, membre de l'équipe de Cambridge.

Cela permet non seulement de prolonger la durée de vie de la batterie, mais aussi de réduire les besoins de maintenance et les coûts globaux. De plus, le potentiel de charge sans fil pourrait faciliter encore plus leur intégration dans divers appareils, ce qui les rendrait encore plus polyvalents et conviviaux.

Applications

Les batteries gelifiées révolutionnent de nombreux domaines grâce à leur flexibilité unique et leurs propriétés auto-réparatrices. Leur capacité à s'étirer et à épouser des formes complexes les rend particulièrement adaptées aux dispositifs portables et implantables. Ces batteries améliorent la fonctionnalité et le confort des dispositifs de surveillance de la santé, tels que les patchs cutanés qui surveillent diverses conditions médicales et les montres intelligentes qui suivent en continu les paramètres de santé sans l'inconfort associé aux batteries rigides traditionnelles.

Dans la technologie médicale, les batteries gelifiées ne se limitent pas aux dispositifs externes, mais ont également un potentiel important pour les applications internes. Elles peuvent être implantées dans le corps pour alimenter des dispositifs tels que les interfaces cerveau-ordinateur, qui pourraient être utilisées pour contrôler des prothèses électroniques, ou pour administrer des médicaments directement afin de traiter des conditions telles que l'épilepsie. Leur capacité à se fondre et à bouger avec les tissus corporels réduit le risque d'irritation et augmente la sécurité et le confort pour les patients.

En plus de l'usage médical et personnel, les batteries gelifiées sont prometteuses pour des applications en robotique molle. Leur flexibilité permet aux robots d'effectuer des tâches délicates et de fonctionner en toute sécurité autour des humains, ce qui les rend idéales pour l'intégration dans des dispositifs prothétiques avancés, tels que des gants qui aident les victimes d'AVC à retrouver le mouvement de leurs mains. Cette application est particulièrement prometteuse car elle repousse les limites de ce qui est possible avec les prothèses robotiques, offrant aux utilisateurs une mobilité et une qualité de vie améliorées.

Défis et perspectives d'avenir

Les batteries gelifiées ont beaucoup d'atouts, mais il reste encore quelques obstacles à surmonter. Un des principaux problèmes est de savoir si ces batteries sont sûres pour une utilisation dans les implants médicaux. Il est vraiment important de s'assurer que les matériaux ne causent aucun problème lorsqu'ils sont implantés dans le corps humain.

Par conséquent, nous devons effectuer beaucoup plus de tests en conditions réelles pour bien comprendre leur niveau de sécurité. Un autre problème est l'augmentation de la production sans perte de qualité ou de performance. Alors que ces batteries se dirigent vers la commercialisation, il sera vraiment important de développer des méthodes de fabrication à grande échelle rentables.

Plus important encore, le potentiel de charge sans fil et les améliorations supplémentaires des capacités d'auto-réparation représentent des sujets de recherche prometteurs pour l'avenir. Des améliorations dans ces domaines pourraient rendre les batteries gelifiées encore plus polyvalentes et attrayantes pour une gamme plus large d'applications.

En bref, les batteries gelifiées pourraient changer la donne dans le monde de la technologie, en particulier pour les dispositifs portables et implantables. Leur flexibilité, leurs propriétés auto-réparatrices et leur potentiel de biocompatibilité en font une solution innovante qui pourrait conduire à des appareils plus fiables et plus confortables.

Alors que la recherche se poursuit et que ces batteries sont perfectionnées et testées, nous pourrions voir une nouvelle ère dans la façon dont les appareils sont alimentés, offrant une plus grande intégration et interaction avec le corps humain et l'environnement.

Réponse correcte: B. Sa capacité à générer de l'électricité