Implants de biotélémétrie alimentés par des microbatteries à base de graphène

Des chercheurs du Pacific National Laboratory (PNL) ont réussi à jeter les bases d'une évolution technologique des batteries en créant une batterie à base de graphène de la taille d'un grain de riz. Cette création particulière se distingue de toutes les recherches similaires précédentes car la batterie peut être utilisée dans la vie réelle. L'équipe a réussi à utiliser la batterie pour suivre les déplacements des saumons dans les rivières. Ce type de batterie devrait ouvrir une nouvelle ère pour la biotélémétrie.

Ces micro-batteries fabriquées à partir de graphène sont considérées par beaucoup comme une percée dans le domaine de la biotélémétrie. Dans ce domaine médical, des ensembles de capteurs incroyablement petits ont déjà été construits, mais les piles à l'oxyde d'argent qu'ils utilisaient n'étaient tout simplement pas assez efficaces. Les piles étaient trop volumineuses ou ne duraient pas assez longtemps pour recueillir suffisamment de données. Ces batteries au graphène pourraient être en mesure de résoudre tous les problèmes précédents.

La plupart des technologues affirment que la batterie est la seule pièce du puzzle qui freine le développement des technologies. Cela concerne les smartphones, les voitures électriques, les énergies renouvelables et même les technologies de biotélémétrie. La construction de la plus petite batterie serait une réalisation exceptionnelle. Actuellement, les micro-batteries, qui devraient façonner les futures technologies des batteries, restent largement des curiosités de laboratoire.

Si ces micro-batteries deviennent des composants médicaux utiles, de nombreuses vies seront sauvées chaque jour. C'est particulièrement utile pour les patients qui nécessitent un suivi régulier, car ils auraient accès à des mises à jour en temps réel sans nécessairement passer la majeure partie de leur temps à l'hôpital. Le risque d'infections nosocomiales (contractées à l'hôpital) sera également réduit et les médecins auront accès à des données sanitaires plus précises.

Tout cela est possible grâce à une combinaison unique de graphène et de fluor sur laquelle l'équipe du PNLL a travaillé. Le graphène fluoré est capable de conserver des tensions beaucoup plus élevées et de décharger le courant plus efficacement. La batterie utilise une structure en "rouleau de gelée" dans laquelle le matériau est disposé en trois couches superposées, qui sont ensuite enroulées pour former un cylindre, d'où le nom de "rouleau de gelée". Les couches servent en fait de matériau de séparation puisqu'elles sont prises en sandwich entre une anode en lithium et une cathode en graphène fluoré. Selon les chercheurs, cela devrait suffire pour envoyer un signal de 744 microsecondes à un intervalle de 3 secondes pendant près de trois semaines, et plus longtemps si l'intervalle est plus long.

Néanmoins, les chercheurs doivent encore surmonter le principal défaut de cette micro-batterie, qui l'empêche d'être commercialement évolutive : chaque micro-batterie doit être fabriquée à la main. Les chercheurs ont dû couper chaque morceau des matériaux constitutifs, les aplatir, les superposer et les rouler à la main pour leur donner la forme d'un cylindre.