fr.wedoany.com Rapport : Le département de génie chimique de l'Université Sungkyunkwan (Sungkyunkwan University, SKKU) en Corée du Sud a développé un électrolyte hydrogel ultra-extensible, capable de s'étirer jusqu'à neuf fois sa longueur d'origine tout en conservant ses fonctionnalités à une température de -20 °C. Les recherches sont dirigées par le professeur Sungjune Park, docteur et expert en électronique flexible. L'équipe a utilisé des particules de métal liquide pour construire ce nouvel électrolyte.
Le développement rapide des appareils électroniques portables et bio-intégrés impose des exigences plus élevées aux systèmes de stockage d'énergie flexibles, qui doivent maintenir des performances stables dans des conditions de flexion, d'étirement et d'environnements difficiles. Les électrolytes hydrogels traditionnels, bien que flexibles et dotés d'une conductivité ionique élevée, souffrent d'une résistance mécanique insuffisante et ont tendance à geler à basse température, limitant ainsi leurs applications pratiques.
Pour relever ces défis, l'équipe de recherche a utilisé des particules de métal liquide (LMPs) comme initiateurs de polymérisation. Par traitement ultrasonique, le métal liquide en vrac a été fragmenté en fines particules, déclenchant la polymérisation de l'acrylamide et de l'acide acrylique pour former un hydrogel. Cette méthode ne nécessite ni chauffage, ni rayons ultraviolets, ni autres stimuli externes, simplifiant ainsi le processus de fabrication. Les chercheurs ont également ajouté du stéaryl méthacrylate (stearyl methacrylate, SMA), un matériau hydrophobe qui forme des réticulations physiques réversibles entre les chaînes polymères. Ces liaisons peuvent absorber l'énergie sous contrainte et se reformer après la suppression de la contrainte, améliorant ainsi la durabilité et l'extensibilité de l'hydrogel.
Les tests montrent que cet hydrogel peut s'étirer jusqu'à neuf fois sa longueur d'origine avant de se rompre, correspondant à un allongement à la rupture d'environ 900 %. Après immersion de l'hydrogel dans une solution de chlorure de lithium, les liaisons hydrogène entre les molécules d'eau sont inhibées, empêchant le gel tout en maintenant la flexibilité du matériau. À une température de -20 °C, cet électrolyte conserve sa conductivité ionique et ses propriétés mécaniques. Les dispositifs de stockage d'énergie fabriqués à partir de ce matériau affichent un taux de rétention de performance de 98 % après 45 000 cycles de charge-décharge.
Le professeur Sungjune Park souligne que ces travaux offrent une nouvelle stratégie de conception pour les électrolytes hydrogels à base de métal liquide et établissent une plateforme viable pour les appareils électroniques portables et les systèmes de stockage d'énergie flexibles fonctionnant dans des conditions extrêmes. Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue « Nano-Micro Letters ».
