L'interaction entre les organismes vivants et les technologies artificielles représente l'un des secteurs les plus fascinants du robotique douce (bio)hybride. Aujourd'hui, une équipe de scientifiques deInstitut Italien de Technologie (IIT) de Gênes a créé un système qui, lorsqu'il est intégré aux plantes, est capable de générer de l'énergie à partir du vent et des gouttes de pluie. En résumé : une feuille artificielle.
L'appareil fonctionne sous la pluie et le vent, produisant suffisamment d'électricité pour alimenter les lumières LED et se maintenir. Les applications potentielles de cette feuille artificielle révolutionnaire incluent l'utilisation dans l'agriculture et la surveillance de l'environnement. L'optimum consiste à évaluer la santé des plantes et les conditions météorologiques.
Comment fonctionne la feuille artificielle de l'IIT de Gênes ?
Pour fonctionner, l'appareil est inséré dans les feuilles d'une vraie plante. La feuille artificielle (ou peut-être serait-il préférable de parler de « feuille bionique » ?) possède une couche d'élastomère de silicone sur la face inférieure, qui génère et collecte les charges statiques causées par le mouvement des feuilles. Sur la face supérieure, il y a une couche d'éthylène propylène fluoré (FEP).
Fabien Méder, chercheur à l'IIT spécialisé en robotique douce biomimétique, explique : « Lorsque les feuilles bougent dans le vent, les deux surfaces se touchent et se séparent, créant des charges statiques sur la cuticule de la feuille et sur notre appareil. Ces charges sont induites dans le tissu cellulaire interne de la plante, générant un courant que nous pouvons collecter à travers une électrode insérée dans le tissu végétal."
Les tests
Pour tester le système de récupération d'énergie, les scientifiques ont intégré la feuille artificielle dans les feuilles d'un laurier-rose vivant. Cela leur a permis d'évaluer sa capacité à produire de l'énergie. Les résultats montrent que de simples gouttes d'eau génèrent des pointes de tension et de courant supérieure à 40 volts et 15 microampères, suffisante pour alimenter directement 11 lumières LED. La même structure est capable de capter l'énergie du vent grâce aux oscillations des feuilles.
Barbara Mazzolaï, directeur du laboratoire de robotique de l'IIT, déclare : "Les résultats démontrent que l'appareil peut récolter l'énergie du vent et de la pluie, séparément ou simultanément, agissant comme un multiplicateur de fonction énergétique ou un capteur auto-alimenté."
Feuille artificielle : applications possibles
Selon les chercheurs, le nouvel appareil est capable de générer plus d'électricité que les systèmes de récupération d'énergie existants qui reposent uniquement sur l'énergie éolienne. Surtout dans des conditions humides. À l'heure actuelle, l'équipe travaille à améliorer encore les performances de la feuille artificielle en apportant des modifications de conception. Les premiers objectifs d'amélioration sont la forme des électrodes et les matériaux utilisés.
"Nous avons déposé une demande de brevet sur la technologie et analysons les marchés potentiels", révèle Mazzolai, l'un des auteurs de l'étude (que je vous mets en lien ici). « Cependant, des recherches supplémentaires sont encore nécessaires avant de définir le produit final. Par exemple, nous voulons tester le système en détail dans des conditions extérieures très variables, du vent et de la pluie. »
