Tendances scientifiques: Une mini-voiture propulsée par l'énergie de l'évaporation de l'eau
Sous la direction d'Ozgur Sahin, l'équipe de Columbia a mis au point une mini-voiture qui exploite l'énergie issue de l'évaporation pour avancer, ainsi qu'un générateur alimentant une lampe LED clignotante par évaporation. L'étude, qui a été publiée cette semaine dans la revue Nature Communications, détaille les moteurs mis au point par l'équipe qui démarrent et fonctionnent de façon autonome une fois placés sur des «interfaces air-eau». D'après le texte, «Ils génèrent des mouvements linéaires et rotatifs à l'aide de muscles artificiels biologiques spécialement conçus réagir à l'humidité.» Avec ses moteurs, l'équipe démontre un générateur d'électricité qui repose sur l'eau et utilise l'évaporation pour alimenter une source de lumière, et une voiture miniature (d'un poids de 0,1 kg) qui se déplace grâce à l'évaporation de l'eau. Selon le responsable de l'étude, M. Sahin, les moteurs sont économiques et peuvent exploiter l'énergie de l'évaporation permanente de l'eau de la surface des lacs et océans: «L'eau veut s'évaporer. Il s'agit d'une de ses caractéristiques essentielles. Si vous mouillez une surface, elle sèchera, c'est le cours naturel des choses. Nous avons donc trouvé un moyen de canaliser cette capacité dans des applications utiles.» La recherche actuelle se base sur des travaux antérieurs de Sahin effectués sur des bactéries du genre Bacillus, des micro-organismes que l'on retrouve couramment dans le sol. Dans des conditions humides, les spores absorbent l'humidité de l'air, ce qui augmente leur volume jusqu'à 40 pour cent. Dans des conditions sèches, le processus est inversé. Sahin en a déduit que la dilatation et la contraction des spores est similaire aux mécanismes musculaires, comme la traction et la contraction: «Nous avons remarqué que nous pouvions exploiter le mouvement des spores et le convertir en énergie électrique.» Et c'est ce que l'équipe a fait avec ces deux nouveaux moteurs. La construction de l'un des moteurs est décrite en détail dans le journal brittanique: «Pour fabriquer l'un des moteurs, un moteur à piston mobile, Sahin et ses collègues ont appliqué une ligne de spores de chaque côté d'une mince bande de ruban plastique. Les spores ont été espacées et placées de telle sorte que celles situées d'un côté coïncident avec les espaces entre les spores situées de l'autre côté.» «Lorsque la bande est exposée à l'air, les spores se rétrécissent et la bande se rétracte, comme un ressort. Au contact de l'humidité, la bande se dilate. Le résultat est un muscle artificiel stimulé par les différences d'humidité. Les scientifiques les appellent muscles artificiels hygroscopiques.» Peter Fratzl, un chercheur spécialisé en sciences des matériaux de l'institut Max Planck des colloïdes et interfaces à Potsdam, en Allemagne, s'est exprimé par rapport à la recherche dans la revue Science, «Ces démonstrations sont amusantes, mais elles confirment le principe. Les chercheurs sont en permanence à la recherche de sources énergétiques, aussi infimes soient-elles. Il est logique d'utiliser ces fluctuations [d'humidité], car cette dernière est omniprésente et gratuite.» Les chercheurs espèrent que les moteurs à évaporation permettraient d'alimenter des systèmes robotiques, des capteurs, des dispositifs et des machines qui fonctionnent dans l'environnement naturel. Pour plus d'informations, veuillez consulter: http://www.nature.com/ncomms/2015/150616/ncomms8346/full/ncomms8346.html
Pays
États-Unis