Des «Piles Origami» Extensibles Pourraient Alimenter Des Vêtements Élégants

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Les chercheurs disent que les piles extensibles inspirées de l'origami pourraient alimenter les montres intelligentes et autres appareils électroniques portables.

Les chercheurs disent que les piles extensibles inspirées de l'origami pourraient alimenter les montres intelligentes et autres appareils électroniques portables.

De plus en plus de scientifiques du monde entier développent des composants électroniques flexibles, tels que des écrans vidéo et des panneaux solaires, qui pourraient un jour se retrouver dans les vêtements et même le corps humain. Mais une des limites de ces dispositifs est la rareté de batteries tout aussi souples pour les alimenter ou stocker l’énergie qu’elles génèrent.

Bien que des recherches antérieures aient créé des batteries flexibles, il s’est avéré plus difficile de développer des versions extensibles, selon des chercheurs. À présent, les inventeurs ont créé des batteries lithium-ion pouvant dépasser 150% de leur taille d'origine, tout en restant capables d'alimenter des périphériques. [Top 10 des inventions qui ont changé le monde]

Hanqing Jiang, professeur agrégé en génie mécanique et aérospatial à l'Arizona State University de Tempe, a conçu ce nouveau dispositif après avoir "parlé à un artiste en origami qui m'a montré des motifs d'origami célèbres", a-t-il déclaré. L'un de ces modèles, appelé pli de Miura-ori, est actuellement utilisé pour plier de grandes cartes en de petits rectangles. Il a été inventé à l'origine pour aider à conditionner efficacement les panneaux solaires sur les vaisseaux spatiaux.

L'un des problèmes liés à l'utilisation des principes de l'origami pour créer des composants électroniques est que le pliage produit souvent des surfaces inégales. Cela peut rendre difficile l'intégration de ces appareils avec d'autres appareils électroniques, ont déclaré les chercheurs.

Au lieu de cela, Jiang et ses collègues ont utilisé une variante de l'origami connue sous le nom de kirigami pour créer leurs batteries étirables. Alors que l'origami classique utilise uniquement le pliage pour créer des structures, le kirigami utilise à la fois le pliage et la découpe. La technique donne des structures dont les surfaces peuvent rester même après l’étirement.

"Nous avons trouvé une nouvelle approche pour fabriquer des structures étirables en utilisant des approches de fabrication conventionnelles", a déclaré Jiang.

Les batteries ont été créées à l’aide de boues de graphite et de dioxyde de lithium et de cobalt, qui peuvent stocker et libérer de l’électricité. Ces coulis ont été enduits sur des feuilles de papier d'aluminium et des techniques de kirigami ont ensuite été utilisées pour plier et couper les feuilles en formes serpentines extensibles.

A titre expérimental, les nouvelles batteries pourraient alimenter une montre intelligente Samsung Gear 2, même lorsqu'elles sont étirées, ont indiqué les chercheurs. Les piles pourraient facilement être cousues dans un bracelet extensible, ce qui suggère qu'elles pourraient être utilisées dans des dispositifs portables souples.

Une autre équipe de recherche a récemment mis au point une batterie pouvant atteindre 300% de sa taille d'origine. Dans ce dispositif, les matériaux de stockage d'énergie ont été pris en sandwich entre des feuilles minces de caoutchouc de silicium. Jiang a dit que sa nouvelle batterie avait un avantage par rapport à la batterie précédente car elle est compatible avec les technologies de fabrication disponibles dans le commerce.

Les chercheurs travaillent actuellement à la création de motifs d'origami microscopiques associant des batteries étirables à la microélectronique. Jiang et ses collègues ont détaillé leurs conclusions en ligne le 11 juin dans la revue Scientific Reports.

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