15/04/2014 - Les chercheurs du CSIC développent des piles à combustible microfluidiques en papier

Menéame

Enquêteurs Conseil supérieur de la recherche scientifique (CSIC) ont développé piles à combustible microfluidiques sur papier qui permettent à des dispositifs de diagnostic tels que les bandes de flux latéraux, utilisées par exemple dans les tests de grossesse ou les tests de glucose, de fonctionner sans batterie externe.

L’utilisation des bandes latérales s’est étendue dans le domaine du diagnostic en raison de leur faible coût, légèreté, portabilité et capacité à fournir une réponse rapide et facile à lire. Parfois, ces appareils ont besoin d’un lecteur avec des batteries pour quantifier le résultat. Toutefois, cela est évité par les piles à combustible développées par l’Institut de microélectronique de Barcelone, en collaboration avec l’Institute of Catalysis and Petroleochimie, tous deux du CSIC, car ils peuvent fournir une puissance électrique suffisante pour alimenter les capteurs optiques ou électrochimiques d’un essai et montrer les résultats sans sources d’énergie externes.

Le papier est un matériau bon marché, biodégradable, mince, flexible et a en outre la capacité de transporter des fluides par capillaire. Sur la base de cette capacité, les chercheurs ont incorporé des éléments au papier qui réagissent lors de l’entrée en contact avec un échantillon liquide - de l’eau dans le cas de l’étude - et c’est ainsi que se produit la réaction générée par l’électricité pour la mise en marche du dispositif de diagnostic.

Une découverte avec plusieurs applications

Jusqu'à présent, les essais ont été réalisés avec du méthanol comme combustible, mais les chercheurs travaillent déjà à l’optimisation des dispositifs pour qu’ils puissent fournir de l’énergie à partir de molécules présentes dans des fluides biologiques, tels que le glucose dans le sang ou l’urée, dans le cas de l’urine.

Et les applications de cette découverte ne se limitent pas au domaine biomédical mais peuvent également être étendues à d’autres domaines où les bandes d’essai jetables sont largement utilisées, comme c’est le cas dans le secteur environnemental, dans le secteur vétérinaire, dans l’agro-alimentaire et dans le domaine de la sécurité, entre autres.

Les recherches se poursuivent en vue de l’intégration des piles à combustible à la technologie de l & ’ électronique organique. De cette façon, tous les composants nécessaires: capteurs, source d’énergie, électronique, écran, pourraient être fabriqués dans un même processus d’impression roll-to-roll, une technique par laquelle des couches de matériaux isolants et des conducteurs sont déposés dans des substrats flexibles passant d’un rouleau à l’autre.

Réf.

J. P. Esquivel, F. J. Del Campo, J. L. Gomez de la Fuente S. Rouges et N. J’ai Sabaté. Microfluidic fuel cells on paper: meeting the power needs of next generation latérale flow devices.Energy and Environmental Science. DOI: 10.1039/ C3EE44044C 

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CSIC

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