Quand la veste fournit de l'énergie solaire

Notre soif d'énergie est insatiable et elle continue à augmenter avec l'offre croissante en matière de nouveaux «gadgets» électroniques. De plus, nous sommes presque toujours en déplacement et nous dépendons donc constamment d'une alimentation électrique pour recharger notre smartphone, notre tablette et notre ordinateur portable. À l'avenir, les prises électriques utilisées à cette fin pourraient devenir obsolètes. L'électricité proviendrait alors directement de nos vêtements. Grâce à un nouveau polymère utilisé sur les fibres textiles, les vestes, les T-shirts, etc., ces derniers pourraient bientôt fonctionner comme des capteurs solaires et donc comme fournisseurs d'énergie mobiles.

Rendre les matières luminescentes flexibles

Aujourd'hui déjà, l'industrie solaire utilise des matériaux capables de produire de l'énergie à partir de la lumière ambiante ou indirecte. Ces derniers contiennent des matériaux luminescents spéciaux et sont connus sous le nom de «luminescent solar concentrators», ou LSC. Les matières luminescentes des LSC captent les rayons lumineux indirects, c'est-à-dire la lumière ambiante diffuse, et les transmettent à la cellule solaire proprement dite, qui convertit ensuite la lumière en énergie électrique. Cependant, les LSC ne sont actuellement disponibles que sous forme de composants rigides et ne conviennent pas à une utilisation dans les textiles, car ils ne sont ni flexibles ni perméables à l'air et à la vapeur d'eau.

Une équipe interdisciplinaire de chercheurs dirigée par Luciano Boesel du département Biomimetic Membranes and Textiles a désormais réussi à incorporer plusieurs de ces substances luminescentes dans un polymère qui offre cette flexibilité et cette perméabilité à l'air.

Un polymère éprouvé aux propriétés raffinées

Ce nouveau matériau est basé sur les réseaux de polymères amphiphiles (Amphiphilic Polymer Co-Networks ou APCN), un polymère connu depuis longtemps dans la recherche et déjà disponible sur le marché, par exemple sous la forme de lentilles de contact en silicone-hydrogel. Les propriétés particulières de ce polymère – perméabilité à l'air et à la vapeur d'eau ainsi que flexibilité et stabilité – sont également bénéfiques pour l'œil humain et résultent de propriétés chimiques particulières. «Ce qui importe dans le choix de ce polymère, c'est que nous sommes capables d'y incorporer deux substances luminescentes non miscibles à l'échelle du nanomètre et de leur permettre d'interagir. Il existe également d'autres polymères dans lesquels ces substances luminescentes peuvent être intégrées, mais elles s'agglutineraient et la production d'énergie ne serait alors plus possible», explique Luciano Boesel.

Capteurs solaires luminescent pour les vêtements

En collaboration avec des collègues des départements Thin Films and Photovoltaics et Advanced Fibers de l'Empa, l'équipe de Luciano Boesel a ajouté deux substances luminescentes différentes au tissu de gel, ce qui en fait un capteur solaire flexible. Tout comme pour les collecteurs de grande surface, les matériaux luminescents captent ici un spectre de rayons lumineux beaucoup plus large que ce qui est possible avec le photovoltaïque classique. Les nouveaux capteurs solaires peuvent être appliqués aux fibres textiles sans que le textile ne devienne cassant et susceptible de se fissurer ou que la vapeur d'eau (la sueur) ne s'accumule à l'intérieur. Les capteurs solaires portés sur le corps offrent d'immenses avantages pour répondre à la demande d'énergie toujours croissante, notamment pour les appareils portables.