Le réacteur à nanotube de carbone qui alimente les robots microscopiques

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Le réacteur à nanotube de carbone qui alimente les robots microscopiques
Le réacteur à nanotube de carbone qui alimente les robots microscopiques

Selon des chercheurs du MIT, de minuscules nanotube de carbone capables de générer de l’énergie simplement en se balançant dans un liquide spécial pourraient un jour constituer une source d’énergie révolutionnaire pour les micro-robotiques ou des appareils encore plus petits.

La démarche pourrait également fournir une nouvelle source d’électricité beaucoup plus efficace pour l’électrochimie, qui exploite l’énergie de l’environnement pour effectuer des conversions chimiques moins dépendantes des sources d’énergie traditionnelles.

Le terme “nanotube de carbone” désigne un tube minuscule et creux formé d’un réseau serré d’atomes de carbone. On a fait appel à eux pour des avancées dans la production d’énergie solaire, des puces informatiques plus efficaces, des batteries flexibles, etc. Mais l’équipe du Massachusetts Institute of Technology s’est penchée sur les propriétés électriques inhérentes aux tubes eux-mêmes.

Les chercheurs ont découvert qu’en noyant partiellement un nanotube de carbone dans un polymère de type téflon, on créait une asymétrie dans la façon dont les électrons circulent à travers le tube : de la partie revêtue à la partie non revêtue du tube. En fait, pour faire sortir ce flux d’électrons, les nanotubes doivent être immergés dans un solvant qui les élimine.

 

” Cette technologie est intrigante car il suffit de faire passer un solvant à travers un lit de ces particules “, déclare Michael Strano, professeur de génie chimique Carbon P. Dubbs au MIT et responsable du projet. “Cela vous permet de faire de l’électrochimie, mais sans fils”.

Nous sommes loin des petites centrales électriques, bien sûr. La preuve de concept a consisté à broyer des nanotubes de carbone de manière à pouvoir les former en une seule feuille : une face de celle-ci a été recouverte de polymère. De petits morceaux – microns par microns – ont ensuite été découpés et immergés dans un solvant organique.

“Le solvant élimine les électrons, et le système tente de s’équilibrer en déplaçant les électrons”, explique Strano. “Il n’y a pas de chimie de batterie fantaisiste là-dedans. Il s’agit simplement d’une particule que vous placez dans un solvant et qui commence à générer un champ électrique.

Chaque particules génère environ 0,7 volt, mais l’avantage est l’échelle. La combinaison de centaines de particules dans un petit tube à essai crée un réacteur appelé “lit tassé”. Celui-ci s’est avéré capable de générer suffisamment d’énergie pour un processus électrochimique connu sous le nom d’oxydation de l’alcool – la conversion de l’alcool en aldéhyde ou en cétone – qui ne serait généralement pas réalisé de cette manière en raison de demandes énergétiques externes.

Les futures applications des réacteurs pourraient inclure un plus grand nombre de ces sources d’énergie électrochimiques et, éventuellement, l’utilisation du dioxyde de carbone capté dans l’environnement pour créer le revêtement polymère indispensable.

Le laboratoire de Strano a déjà démontré comment les fils de nanotubes de carbone peuvent générer de l’énergie lorsqu’ils sont progressivement chauffés.

Toutefois, les chercheurs estiment que l’idée d’un petit générateur a des applications potentielles beaucoup plus larges. La micro ou même la nano robotique est une possibilité, où l’énergie de l’environnement dans lequel ils opèrent est suffisante pour les alimenter. Ainsi, les batteries embarquées au sens traditionnel du terme ne seraient pas nécessaires.

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