Une batterie papier en origami alimentée... par des bactéries

L'origami, cette technique japonaise et ancestrale de pliage, recèle des qualités qui vont bien au-delà de l'art décoratif. Ses principes ont inspiré les scientifiques et les chercheurs qui s'en sont déjà servis pour créer des batteries lithium-ion pliables et déformables à volonté ou encore d'étonnants robots capables de changer de forme comme, par exemple, le robot origami du MIT. Seokheun Choi, un ingénieur de l'université de Binghamton dans l'État de New York (États-Unis), vient de publier un article dans la revue Nano Energy consacré à un nouveau type de batterie, elle aussi basée sur l'origami. Celle-ci présente une autre particularité : elle est en papier et fonctionne avec des eaux uséeseaux usées ou, plus spécifiquement, avec les bactériesbactéries qu'elles contiennent.

Cette batterie, qui, une fois pliée fait la taille d'une boîte d'allumettesallumettes, peut délivrer les quelques microwatts nécessaires à alimenter un biocapteur, lui-même réalisé à base de papier. L'idée serait de créer des outils pour pratiquer des tests de dépistagedépistage de diverses maladies dans des régions isolées où l'accès à l'électricité est difficile voire impossible. « Les eaux usées contiennent beaucoup de matièrematière organique », explique Seokheun Choi en soulignant que « n'importe quel type de matière organique peut être une source d'un métabolismemétabolisme microbien ». L'autre avantage est qu'il n'y a pas besoin de recourir à un système d'injection externe comme une pompe ou une seringue, tout se fait directement par capillaritécapillarité une fois le liquideliquide déposé sur le papier.

L’année dernière, nous avons consacré un article à une batterie lithium-ion pliable conçue selon le principe de l’origami. Elle peut être étirée, compressée, vrillée, tordue et même enroulée autour d’un doigt sans que la puissance qu’elle développe en soit affectée. © Université d’État de l’Arizona

Un coût de fabrication de quelques centimes

Cette batterie origami utilise une cathodecathode alimentée par de l'oxygène qui est fabriquée à partir d'une feuille de papier ordinaire recouverte de nickelnickel liquide pulvérisé sur l'une de ses faces. L'anodeanode, quant à elle, est créée par sérigraphiesérigraphie avec une peinture à base de carbonecarbone en délimitant une zone hydrophilehydrophile avec de la cire. Selon l'université de Binghamton, le coût de fabrication d'une telle batterie n'excède pas quelques centimes.

Pour le moment, les premiers prototypes de capteurscapteurs en papier conçus par Seokheun Choi doivent être connectés à un smartphone ou une tablette qui se charge de l'analyse des données récoltées. Le chercheur s'est vu allouer 300.000 dollars (267.000 euros au cours actuel) par la National Science Foundation, l'agence gouvernementale qui soutient la recherche. À présent, son objectif est de poursuivre le développement pour créer un biocapteur complètement autonome.