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Un matériau qui se répare tout seul (2010-09-20)


L'une des manières dont les œuvres de la nature restent supérieures aux constructions humaines réside dans la capacité des végétaux et des animaux à se réparer eux-mêmes, dans une certaine mesure. C'est cette capacité qu'une équipe du MIT (université américaine) vient d'ajouter à des cellules photoélectriques.



Lorsque ces dernières sont construites en silicium, comme c'est le cas de la majorité des panneaux actuels, elles résistent bien au temps mais leur rendement (quotient de l'énergie électrique produite sur l'énergie lumineuse reçue) n'atteint que 10%. En outre, ces cellules en silicium coûtent cher à produire et à installer car elles ne sont pas flexibles. Des recherches ont permis de construire des matériaux offrant des caractéristiques plus attrayantes, mais ils sont rapidement dégradés par la lumière (jusqu'à 90% d'efficacité perdue au bout de trois jours).

Dans la nature, les protéines des feuilles qui convertissent la lumière en énergie chimique (fabrication de glucose à partir de CO2: c'est la photosynthèse) sont renouvelées toutes les 45 minutes en plein été. C'est ce renouvellement permanent qui permet à la plante de résister à la dégradation.

L'équipe du MIT a construit son système en plusieurs couches. À la base se trouve une structure en nanotubes; ces molécules de carbone sont plus solides que l'acier (à masse égale) et conduisent mieux l'électricité que le cuivre. Sur cette structure viennent se greffer spontanément (lorsque des conditions adéquates sont réunies) des disques de phospholipides. Enfin, ces disques portent des molécules qui réagissent à la lumière. En ajoutant une certaine solution, la structure se défait; en l'éliminant par filtrage, la structure se recrée spontanément, à neuf.

Lors des essais, la concentration en phospholipides était très faible, conduisant à un rendement global faible. Néanmoins, la piste est prometteuse à la fois pour la conversion de l'énergie solaire et pour la création de matériaux capables de s'auto-régénérer.

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