Bientôt, votre smartphone pourra être alimenté par des bactéries

Des essaims de bactéries pourraient être utilisés pour alimenter les smartphones, selon des experts

Une équipe de chercheurs de l’Université d’Oxford a découvert que le mouvement naturel des bactéries pourrait être exploité pour accumuler et activer de petites “fermes éoliennes” dans les smartphones.

Les chercheurs ont expliqué dans la revue Science Advances comment ils ont utilisé des simulations informatiques pour démontrer que l’effet d’essaim aléatoire de matières actives denses telles que les bactéries pouvait être organisé pour faire tourner des rotors cylindriques et fournir une source d’énergie électrique stable et fiable.

Le co-auteur Dr Tyler Shendruk, chercheur à long terme de l’EMBO au Centre de physique théorique Rudolf Peierls de l’Université d’Oxford, et ses collègues affirment que ces centrales électriques microscopiques biologiquement entraînées pourraient finalement devenir les moteurs ultra-minimes pour des dispositifs minuscules, fabriqués par l’homme, qui sont auto-assemblés et auto-alimentés – tout, des commutateurs optiques aux microphones de smartphone.

« De nombreux défis énergétiques de la société sont à l’échelle des gigawatts, mais certains sont carrément microscopiques. Une façon potentielle de générer de petites quantités d’énergie pour des micromachines pourrait être de la récolter directement à partir de systèmes biologiques tels que des suspensions de bactéries », a déclaré Dr Shendruk.

La croissance ou l’épanouissement bactérien est généralement trop désorganisé par elle-même pour générer une forme d’énergie significative. Ainsi, lorsqu’un seul rotor a été introduit lors des expériences, il était inefficace et se faisait simplement « repousser » par les bactéries.

Cependant, les chercheurs ont développé un réseau spécial de 64 micro-rotors et, alors que les bactéries « essayaient » de tourner autour, il s’est spontanément organisé de telle manière que les rotors voisins ont commencé à tourner dans des directions opposées – une simple organisation structurelle suggestive d’une ferme éolienne.

Dr Shendruk a ajouté : « Ce qui est incroyable, c’est que nous n’avons pas eu besoin de concevoir à l’avance des turbines en forme d’engrenage microscopiques. Les rotors se sont simplement auto-assemblés en une sorte de ferme éolienne bactérienne.

« Lorsque nous avons fait la simulation avec un seul rotor dans la turbulence bactérienne, il était simplement repoussé aléatoirement. Mais lorsque nous avons mis un ensemble de rotors dans le fluide vivant, ils ont soudainement formé un motif régulier, avec des rotors voisins tournant dans des directions opposées. »

Le co-auteur Dr Amin Doostmohammadi, du Département de physique de l’Université d’Oxford, a déclaré : « La capacité d’obtenir même une petite quantité de travail mécanique à partir de ces systèmes biologiques est précieuse car ils n’ont pas besoin d’une puissance d’entrée et utilisent des processus biochimiques internes pour se déplacer.

« À l’échelle microscopique, nos simulations montrent que le flux généré par les assemblages biologiques est capable de se réorganiser de telle manière à générer une puissance mécanique persistante pour faire tourner un ensemble de microrotors. »

L’auteur principal, le professeur Julia Yeomans, du Département de physique de l’Université d’Oxford, a ajouté : « La nature est brillante pour créer de petits moteurs, et il y a un potentiel énorme si nous pouvons comprendre comment exploiter des conceptions similaires. »