Des ingénieurs du Massachusetts Institute of Technology ont découvert une nouvelle façon de produire de l'électricité. Ils ont créé des particules à base de nanotubes de carbone qui, lorsqu'elles sont piégées dans un solvant organique « avide d'électrons », génèrent un courant. Dans l'expérience, la tension générée était suffisante pour initier et maintenir la réaction d'oxydation de l'alcool.
Un article décrivant la technologie et l'expérience de démonstration elle-même a été publié par des chercheurs américains dans la revue Nature Communications. Ses auteurs comprennent des spécialistes hautement qualifiés dans le domaine de la physique et de la chimie des composés carbonés du Massachusetts Institute of Technology (MIT). L'un des membres de cette équipe de scientifiques, Michael Strano, a découvert en 2010 les ondes dites d'énergie thermique dans les nanotubes de carbone.
C'est cette découverte qui a poussé les chercheurs à chercher plus loin de nouvelles propriétés du matériau prometteur à base de graphène. Dans une nouvelle expérience, des scientifiques américains ont créé des particules microscopiques (250 sur 250 micromètres) à partir de nanotubes de carbone. La moitié d'entre eux était recouverte d'un matériau similaire au téflon, et l'autre était laissée "nue". Lorsque ces particules ont été déposées en une couche uniforme sur le fond du récipient et versées avec un solvant organique (acétonitrile), elles ont commencé à générer un courant.
L'hypothèse des scientifiques s'est avérée correcte. L'acétonitrile recouvre la surface restante sans défense des nanotubes et "attire" sur lui-même certains des électrons des atomes de carbone. Au fur et à mesure que le système tend vers un état de repos, le mouvement des électrons commence dans la structure du graphène, s'efforçant de "prendre" les places vacantes. Le résultat est un champ électrique qui peut être utilisé. Dans une expérience, la conception actuelle de ces « nanogénérateurs » a montré la capacité de générer environ 0,7 volt par microparticule.
Pour démontrer l'application pratique de la technologie, les chercheurs ont assemblé un réacteur électrochimique. A partir des microparticules qu'ils ont développées, ils ont formé une colonne dans un tube rempli d'acétonitrile. L'électricité générée par une telle "batterie" servait à alimenter la réaction de décomposition de l'alcool en cétones ou en aldéhydes (oxydation de l'alcool). Ce n'est pas le moyen le plus économe en énergie pour effectuer une telle réaction, mais il ne nécessite pas de substances étrangères.
À l'avenir, les microparticules créées par les scientifiques du MIT peuvent devenir le cœur des centrales électriques à des fins très diverses. Par exemple, pour nourrir des nanorobots dans le corps d'animaux de laboratoire ou même des personnes qui ont besoin d'un examen interne ou d'une livraison ciblée de médicaments à une partie spécifique du corps. Une autre application utile est celle des réacteurs physico-chimiques compacts, similaires à ceux démontrés dans l'expérience.