Une batterie de pacemaker inspirée de l’anguille électrique
Une toute nouvelle batterie, biocompatible, flexible et autonome, inspirée de l’anguille électrique, le génial gymnote Electrophorus electricus, vient de voir le jour. Elle pourrait alimenter toutes sortes de dispositifs médicaux (ou high-tech) implantés dans le corps humain. Pour aujourd’hui, on pense aux pacemakers, mais si on se projette un peu dans l’avenir, il y aurait de quoi faire fonctionner n’importe quel truc bionique chez l’homme qui valait trois milliards.
Deux mètres de long, 20 kg de muscle, une pulsation régulière de 20 Volts et de furieuses décharges électriques allant jusqu’à 700 Volts, on ne présente plus l’anguille électrique ! Et pour vous mettre tout de suite dans le bain, je vous propose 34 secondes de « science pop », pur jus :
Certes… une batterie à nageoire est bien commode si vous faites du camping en Amazonie, mais on peut faire beaucoup mieux que ça. Les chamans amérindiens utilisent l’anguille électrique depuis des lustres pour la médecine et c’est en étudiant ce curieux poisson qu’Alessandro Volta inventa la première pile à la fin du XVIIIème siècle. En 2018, nouvelle révolution, l’anguille électrique fait encore progresser la recherche et pourrait même un jour vous sauver la vie !
Montage en série
L’inconvénient d’un pacemaker, le fameux stimulateur cardiaque, reste sans conteste sa batterie lithium-ion. Elle n’est pas rechargeable et, arrivée en fin de vie, elle doit être remplacée. Pfff, encore une intervention chirurgicale… Les scientifiques se cassent donc la tête pour inventer des dispositifs autonomes et auto-rechargeables. C’est en remontant aux sources (on se rappelle de Galvani et de ce bon vieux Volta qui découpaient les grenouilles et les poissons électriques) que les chercheurs sont allés chercher la solution. Le gymnote amazonien dispose en effet d’un organe électrique super ingénieux. Sur presque toute la longueur de son corps, des cellules, appelées électrocytes, produisent une faible tension de quelques 150 mV par un jeu de transfert d’ions, les ions sodium rentrant dans la cellule, les ions potassium en sortant. Les cellules sont comme montées en série et les tensions s’additionnent, de quoi produire un courant électrique dépassant les 600 V.
En copiant le principe, des chercheurs suisses et américains ont développé un système capable de produire un courant de 110 V. Sur une fine membrane sont alignées des bulles miniatures contenant un hydrogel, soit d’eau douce, soit d’eau salée. Les compartiments sont séparés les uns des autres par une membrane qui laisse circuler les ions. Comme chez l’anguille, l’énergie vient de minuscules compartiments individuels de faible capacité qui s’ajoutent les uns aux autres. Mais alors que le poisson balance le jus sous commande de son centre nerveux, les chercheurs déclenchent le processus en mettant toutes les cellules en contact simultanément par pliage de la membrane. Maintenant qu’ils maîtrisent le principe, les scientifiques espèrent parvenir à développer un système qui utilise directement le gradient ionique qui existe dans les fluides du corps humains. Autonomie totale pour tous types d’appareils dans notre corps ? Humanité augmentée ?
Source :
An electric-eel-inspired soft power source from stacked hydrogels, Nature, dec. 2017
Communiqué Université de Fribourg : L’anguille électrique énergise nos chercheurs
et une super vidéo de Nature :
Illustration :
L’anguille pacemaker, bricolage micrologie, 2018, inspiré de Caballero de la mano en el pecho, El Greco, 1580. En arrière plan, l’organe électrique artificiel développé par les chercheurs par imprimante 3D, crédit Anirvan Guha et Thomas Schroeder.
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