En combinant la technique de pliage de l’origami avec les principes de la pile microbienne, un ingénieur de l’université de Binghamton (États-Unis) a créé une batterie en papier capable d’alimenter un biocapteur grâce à des bactéries présentes dans une goutte d’eau usée. Cette technologie pourrait être employée pour des outils de diagnostic médical dans des zones reculées, où les sources d’énergie sont rares.
S’inspirant de la technique de pliage origami, cette batterie en papier est alimentée grâce à un métabolisme microbien produit à partir d’une goutte d’eau usée. Elle délivre quelques microwatts qui peuvent alimenter un biocapteur

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 usées ou, plus spécifiquement, avec les bactéries qu’elles contiennent.Cette batterie, qui, une fois pliée fait la taille d’une boîte d’allumettes, 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 dépistagede diverses maladies dans des régions isolées où l’accès à l’électricité est difficile voire impossible. « Les eaux usées contiennent beaucoup de matière organique », explique Seokheun Choi en soulignant que « n’importe quel type de matière organique peut être une source d'un métabolisme 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 capillarité une fois le liquide 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 cathode alimentée par de l’oxygène qui est fabriquée à partir d’une feuille de papier ordinaire recouverte de nickel liquide pulvérisé sur l’une de ses faces. L’anode, quant à elle, est créée par sérigraphie avec une peinture à base de carbone en délimitant une zone hydrophile 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 capteurs 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.