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Batterie bactérienne pour Mars

06.04.2020

Des scientifiques américains ont mis au point un biogénérateur d'électricité à base de bactéries et de nanofils de silicium. Il peut produire de l'énergie, de l'oxygène et des matières organiques sur Mars en utilisant de l'eau et du dioxyde de carbone.

Au cours des cinq dernières années, à la suggestion de l'entrepreneur américain Elon Musk, les scientifiques ont commencé à réfléchir sérieusement à la colonisation de Mars et d'autres planètes potentiellement habitables. Pour ce faire, nous devons résoudre deux problèmes principaux : apprendre à produire de l'énergie à partir des ressources locales, ainsi que de l'oxygène, de l'eau et de la nourriture.

Aujourd'hui, les experts de la NASA envisagent de résoudre ce problème en utilisant des réacteurs nucléaires compacts de la taille d'une grosse valise pouvant fonctionner à la surface de Mars et dans l'espace extra-atmosphérique sans air. Les premiers prototypes fonctionnels de tels générateurs, qui peuvent produire environ 40 kilowatts d'énergie et de chaleur, devraient être créés par des experts dans environ trois ans.

Yang et ses collègues proposent de remplacer les réacteurs nucléaires par des réacteurs plus respectueux de l'environnement, dans lesquels l'énergie n'est pas générée par la désintégration d'atomes d'uranium 235 et d'autres éléments instables, mais par des bactéries de l'espèce Sporomusa ovata.

Ces microbes ont une caractéristique relativement rare mais utile : ils peuvent capturer des électrons libres de l'environnement et les utiliser pour décomposer les molécules de dioxyde de carbone et produire des nutriments. Ainsi, ils peuvent être "connectés" à une batterie solaire afin de produire simultanément de l'électricité et des matières organiques.

Guidés par cette idée, les scientifiques ont développé une sorte de "forêt" de nanofils de silicium capables d'absorber la lumière et d'émettre des électrons dans l'environnement. Ils l'ont rempli d'une culture de Sporomusa ovata, en choisissant pour eux un habitat liquide qui n'interférerait pas avec le générateur et n'aiderait pas la croissance des bactéries.

Un tel système convertit environ 3,6% de l'énergie absorbée en vinaigre et composés organiques similaires, tout en générant de l'oxygène. Un tel indicateur d'efficacité est nettement inférieur aux panneaux solaires inorganiques les plus avancés, dont l'efficacité est supérieure à 20%, mais en même temps, il dépasse presque toutes les installations existantes, à l'exception de la canne à sucre.

Comme l'espèrent les scientifiques, les prochaines versions de ces biobatteries pourront produire d'autres types de matières organiques, et seront également plus efficaces. De tels systèmes, selon Yan, aideront à coloniser non seulement Mars, mais deviendront également une base universelle pour les systèmes de survie pour d'autres longues expéditions au-delà de l'orbite terrestre.

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Transistors et circuits électriques de quelques atomes d'épaisseur 24.07.2016

Des ingénieurs du Lawrence Berkeley National Laboratory aux États-Unis ont trouvé un moyen de créer des transistors et des circuits électriques entiers de quelques atomes d'épaisseur seulement. Le développement permettra de créer des appareils électroniques de nouvelle génération, des gadgets ultra-minces.

Les scientifiques ont créé le transistor en gravant des canaux étroits dans le graphène et en les remplissant d'un matériau semi-conducteur appelé dichalcogénure. Ces deux matériaux peuvent être aussi fins qu'un atome, de sorte que la structure électronique résultante est effectivement bidimensionnelle. Sur la base de tels transistors, il est possible de créer des circuits électriques entiers de dimensions atomiques.

« Il s'agit d'un grand pas vers une manière évolutive et reproductible de créer des composants électroniques atomiquement minces et d'intégrer plus de puissance de traitement dans un encombrement réduit », a déclaré Xiang Zhang, chercheur principal.

Le laboratoire de Berkeley travaille actuellement sur toute une gamme d'appareils électroniques ultra-minces, et les scientifiques espèrent présenter des développements plus intéressants dans un proche avenir.

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