Un nylon spécial dans les vêtements charge les smartphones lorsque vous marchez et bougez

Bougez et produisez suffisamment d'énergie pour recharger votre smartphone. Ce n'est pas de la science-fiction mais de la réalité grâce à un nylon spécial

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Bougez et en attendant produisez assez d'énergie pour recharger votre smartphone. Ce n'est pas de la science-fiction mais de la réalité grâce à une nouvelle invention qui vient d'une équipe internationale de scientifiques. Ces derniers ont trouvé un moyen de générer de l'électricité à partir du nylon, transformant les vêtements que nous portons en une source d'énergie.

Comment ça marche? Le mécanisme est simple. Une fois tissées dans les vêtements, les fibres piézoélectriques spéciales transforment l'énergie mécanique en énergie électrique chaque fois qu'une personne bouge. Et les chercheurs ont découvert comment fabriquer ces fibres de nylon "intelligentes" produisant de l'électricité en utilisant de simples mouvements corporels. Une nouveauté qui pourrait ouvrir la voie à des vêtements "intelligents" capables de surveiller notre santé grâce à des capteurs miniaturisés et en attendant de recharger des appareils, comme les smartphones, sans aucune source d'alimentation externe.

La découverte découle d'une collaboration entre l'Université de Bath, l'Institut Max Planck pour la recherche sur les polymères en Allemagne et l'Université de Coimbra au Portugal et est basée sur des travaux révolutionnaires sur les nylons piézoélectriques.

Que signifie piézoélectrique ?

La piézoélectricité décrit le phénomène dans lequel l'énergie mécanique est transformée en énergie électrique. Pour faire simple, lorsque vous touchez ou déformez un matériau piézoélectrique, celui-ci génère une charge. Ajoutez un circuit et la charge peut être retirée, stockée dans un condensateur puis utilisée, par exemple pour alimenter votre téléphone portable.

De même, si vous portez des vêtements piézoélectriques, comme un t-shirt, même un simple mouvement comme balancer les bras provoquerait suffisamment de distorsion dans les fibres du vêtement pour générer de l'électricité.

"Il y a une demande croissante de tissus électroniques intelligents, mais trouver des fibres bon marché et facilement disponibles sous forme de matériaux électroniques et adaptées aux vêtements modernes est un défi pour l'industrie textile", a déclaré le prof. Kamal Asadi du département de physique de Bath, qui a dirigé l'étude. "Les matériaux piézoélectriques sont de bons candidats pour récupérer l'énergie des vibrations mécaniques, telles que les mouvements du corps, mais la plupart d'entre eux sont en céramique et contiennent du plomb, qui est toxique et rend difficile leur intégration dans l'électronique portable ou les vêtements".

Les scientifiques connaissent les propriétés piézoélectriques du nylon depuis les années 80, et le fait que ce matériau soit sans plomb et non toxique le rend particulièrement attractif. Cependant, selon le professeur Asadi, le tissu synthétique soyeux souvent associé aux t-shirts bon marché et aux chaussettes pour femmes est

« Un matériau très difficile à manipuler. Le défi est de préparer des fibres de nylon qui conservent leurs propriétés piézoélectriques », a-t-il déclaré.

Sous sa forme de polymère brut, le nylon est une poudre blanche qui peut être mélangée à d'autres matériaux, puis moulée en une myriade de produits, des vêtements aux poils de brosse à dents en passant par les emballages alimentaires et les pièces automobiles. Mais lorsqu'il est réduit à une forme cristalline particulière, il devient piézoélectrique.

La méthode utilisée pour créer ces cristaux de nylon consiste à le faire fondre et à le refroidir rapidement, mais ce processus donne des plaques épaisses qui sont piézoélectriques mais ne conviennent pas aux vêtements. Le nylon devrait donc être réduit à un fil à tisser ou à un film mince à utiliser dans l'électronique portable.

Le défi de produire des films minces en nylon piézoélectrique était considéré comme insurmontable et l'enthousiasme initial pour la création de vêtements en nylon piézoélectrique s'est transformé en apathie, entraînant l'arrêt de la recherche dans ce domaine dans les années 90.

Mais le professeur Asadi et Saleem Anwar, un ingénieur textile, ont adopté une approche complètement nouvelle et ont dissous de la poudre de nylon dans un solvant acide. Ils ont donc découvert qu'en mélangeant la solution acide avec de l'acétone (un produit chimique connu sous le nom de diluant à peinture ou dissolvant pour vernis à ongles), ils étaient capables de dissoudre le nylon puis d'extraire l'acide efficacement, laissant le film de nylon dans une phase piézoélectrique.

"L'acétone se lie fortement aux molécules d'acide, donc lorsqu'elle s'évapore de la solution de nylon, elle emporte l'acide avec elle. Ce qui reste est le nylon dans sa phase cristalline piézoélectrique. L'étape suivante consiste à transformer le nylon en fils puis à l'intégrer dans les tissus. "

Le développement des fibres piézoélectriques est une étape importante vers la possibilité de produire des tissus électroniques avec des applications importantes dans le domaine de l'électronique portable. Le but est d'intégrer des éléments électroniques, tels que des capteurs, dans un tissu et de générer de l'énergie uniquement grâce au mouvement, énergie ensuite stockée dans une petite batterie.

"Pour les années à venir, nous utiliserons peut-être nos T-shirts pour alimenter un appareil tel que notre téléphone portable pendant que nous nous promenons dans les bois, ou pour surveiller notre santé", a déclaré le professeur Asadi.

L'étude a été publiée dans Advanced Functional Materials.

Sources de référence : Bath University, Advanced Functional Materials