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Bientôt des cellules électriques artificielles inspirées de l'anguille ?

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S'inspirer des anguilles pour réaliser des cellules artificielles capables de produire de l'électricité à partir du glucose sanguin : c'est un bon exemple de bionique que viennent de publier dans NatureNanotechnologydeux chercheurs de l'Université de Yale. Applications : des implants qui n'auraient plus besoin de pile. Sur le plan théorique, ces électrocytes artificielles semblent fonctionner et seraient même plus efficaces que leurs inspiratrices biologiques. Il ne reste qu'à les fabriquer...

Les cellules d'anguilles électriques à la source de l'inspiration des chercheurs. Crédit : Yale University, Daniel Zukowski

Tout le monde se souvient de Steve Austin et de la série télévisée L’Homme qui valait trois milliards, inspirée de la nouvelle de Martin Caidin, Cyborg. Le terme de bionique y était souvent employé et renvoie effectivement à une réalité, à savoir l'étude de systèmes biologiques pour la conception de nouvelles solutions techniques.

C'est ce que viennent de faire David A. Lavan, un chercheur à l'Université de Yale (aujourd'hui membre du National Institute of Standards and Technology), et son étudiant de thèse Jian Xu. Les deux hommes se sont inspirés des mécanismes contrôlant la production d'électricité chez certains poissons comme les anguilles. Des cellules particulières, les électrocytes, en sont responsables, grâce à des canaux ioniques présents au niveau de leur membrane. On connaît depuis longtemps les équations contrôlant les courants d'ions responsables de l'influx nerveux. Elles sont à la base du modèle de Hodgkin–Huxley.

En reprenant ces équations pour modéliser ces cellules électriques, les chercheurs ont réalisé qu'il était théoriquement possible d'en construire un équivalent artificiel. A leur grande surprise, cette réplique serait bien plus efficace que le modèle vivant. Ils viennent de publier dans Nature Nanotechnology le plan de telles électrocytes.

D'après LaVan et Xu, ces cellules artificielles produiraient 28 % d'électricité de plus que les cellules d'anguilles et atteindraient un rendement supérieur de 31 % pour la conversion de l'énergie chimique en énergie électrique. Alors que des milliers d'électrocytes sont nécessaires chez certains poissons pour obtenir une différence de potentiel de 600 volts, quelques douzaines de cellules électriques artificielles suffiraient !

Jian Xu lui-même cherche actuellement à réaliser ces pseudo-électrocytes à partir de membranes lipidiques artificielles. Si lui ou d'autres réussissent, on pourrait bientôt voir des implants et autres dispositifs électroniques tirant leur énergie du glucose présent dans le sang... Les chercheurs pensent en particulier à des implants rétiniens, faisant curieusement penser à ceux de Steve Austin justement. La réalité rattrapera- t-elle la fiction ?

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