Grâce à de petites inventions technologiques et à des avancées majeures, vous pouvez lire cet article sur n'importe quel appareil. Les inventions ont toujours été le moteur du développement de la société. Nous connaissons tous les grandes inventions du passé qui nous ont permis d'en arriver là où nous sommes aujourd'hui, mais voici 10 inventions modernes moins connues qui auront un impact considérable sur l'avenir.
1. Des implants qui peuvent évoluer avec vous.
Les implants chirurgicaux capables de croître peuvent permettre d'éviter les multiples interventions chirurgicales qu'un enfant devrait autrement subir pour réparer et remplacer les implants existants.
Les implants médicaux sont indispensables pour corriger les anomalies ou dysfonctionnements des organes internes. Cependant, leur implantation chez l'enfant est souvent très complexe, car les implants de taille fixe peuvent continuer à fonctionner malgré la croissance. De ce fait, les enfants doivent subir de nombreuses interventions chirurgicales durant leur enfance pour restaurer ou remplacer les implants.
Pour remédier à ce problème, des chercheurs du Boston Children's Hospital ont mis au point un dispositif permettant aux implants de grandir avec l'enfant. Cela réduit le nombre d'interventions chirurgicales nécessaires. La conception de cet implant s'inspire du piège à doigts chinois extensible et tissé. Sa structure se compose de deux éléments : un noyau en biopolymère biodégradable et une enveloppe tubulaire tissée qui s'allonge sous l'effet de la tension exercée par les tissus en croissance.
Au fil du temps, la dégradation du biopolymère interne entraîne un amincissement et un allongement de l'enveloppe tubulaire tressée, en réponse à la croissance tissulaire. Ce polymère est composé de constituants naturellement présents dans l'organisme, et sa dégradation est contrôlée afin d'être prévisible sur une période donnée. Différents taux de dégradation peuvent être obtenus en modulant la composition du noyau.
Cette invention pourrait s'avérer extrêmement utile pour améliorer la chirurgie des valves cardiaques chez l'enfant. Elle peut également être adaptée à d'autres applications cliniques, où cette structure pourrait être utilisée activement pour stimuler la croissance tissulaire en servant d'échafaudage. (source)
2. Systèmes d'irrigation goutte à goutte à énergie solaire basse pression.
L’irrigation goutte à goutte, déjà une méthode économique, peut s’avérer utile aux agriculteurs non raccordés au réseau électrique lorsqu’elle est alimentée par l’énergie solaire. De plus, l’utilisation de goutteurs basse pression permet de réduire la consommation énergétique globale et les coûts d’investissement liés à la création d’un système d’irrigation goutte à goutte autonome.
Dans les régions où l'eau est rare pour l'agriculture, l'irrigation goutte à goutte peut s'avérer extrêmement utile. Cette méthode utilise un long tuyau fin qui traverse tout le champ. Ce tuyau est muni de goutteurs qui distribuent l'eau au pied de la plante, et la quantité d'eau ainsi que la durée d'irrigation peuvent être ajustées en fonction des besoins de la culture.
Cette méthode permet de réduire la consommation d'eau globale en agriculture de 601 tonnes 300 litres et d'augmenter les rendements agricoles de 901 tonnes 300 litres. Malgré les avantages considérables de cette technologie, son coût initial élevé et le manque d'électricité nécessaire au pompage de l'eau freinent sa généralisation.
Pour remédier à ce problème, des ingénieurs du MIT ont optimisé la conception du goutteur en modifiant ses dimensions. Le goutteur optimisé pompe le même volume d'eau à une pression sept fois inférieure à celle requise par les autres goutteurs. Cette pression plus basse consomme moins d'énergie, ce qui permet d'utiliser une pompe plus petite et moins coûteuse. Cette réduction des coûts pourrait rendre les systèmes solaires accessibles aux agriculteurs cultivant de petites surfaces.
Face à la hausse des prix des carburants et à l'épuisement imminent des réserves, le passage à l'énergie solaire peut alléger le fardeau des factures d'énergie et fournir de l'électricité aux populations non raccordées au réseau. Il peut également contribuer à réduire la pression exercée sur le réseau électrique par les agriculteurs utilisant des pompes électriques. Ainsi, un système d'irrigation goutte à goutte solaire basse pression peut aider les agriculteurs à accroître leurs rendements et leurs revenus, et à sortir de la pauvreté. (1, 2, 3)
3. Images imprimées de peau et d'organes humains
Il a été démontré que la peau et les organes humains imprimés en 3D favorisent la cicatrisation des plaies et remplacent les organes endommagés. Ce procédé non invasif promet de produire des organes sur place, sans chirurgie.
L'idée d'imprimer de la peau et des organes humains semble encore inimaginable, et pourtant, elle est déjà une réalité ! En effet, les bio-imprimantes 3D existent depuis un certain temps et sont capables de créer des structures complexes. Contrairement aux imprimantes laser classiques, qui utilisent des cartouches d'encre colorée, les bio-imprimantes utilisent une bio-encre composée de cellules humaines vivantes. Injectée par voie sous-cutanée au niveau d'une plaie, cette bio-encre permet aux cellules qui la composent d'interagir et, en quelques semaines, de former des structures vasculaires fonctionnelles.
Après injection non invasive de la bio-encre sous la peau, un faisceau de lumière proche infrarouge traverse une puce numérique contenant des instructions personnalisées pour la création de la bio-encre. Lors de son passage à travers la puce, la lumière capte ces instructions et les transmet en profondeur à la bio-encre située sous la peau.
Une fois imprégnée, la bio-encre se transforme sous la peau et prend une forme précise. Bien que cette invention soit encore à ses débuts, elle pourrait permettre de modeler des organes entiers et même de faciliter la croissance de greffes de peau pour les grands brûlés et les patients atteints de cancer. (1, 2, 3)
4. Batteries lithium-soufre
Les batteries lithium-soufre représentent une nouvelle génération de dispositifs de stockage d'énergie grâce à leur faible coût, leur non-toxicité et leur densité énergétique ultra-élevée.
Les batteries ont joué un rôle essentiel dans le développement technologique au fil des ans. Sans elles, les téléphones portables et autres appareils portables n'existeraient pas. Parmi les nombreux types de batteries, seules les batteries lithium-ion (Li-ion) sont facilement fabriquables et produites à grande échelle. Cependant, d'autres types de batteries ont récemment fait leur apparition, comme les batteries lithium-soufre.
Les batteries lithium-soufre possèdent une densité énergétique théorique supérieure, ce qui signifie qu'elles peuvent stocker et restituer une quantité d'énergie nettement plus importante que les autres technologies. Elles présentent un fort potentiel et, une fois commercialisées, pourraient avantageusement remplacer les batteries lithium-ion actuelles grâce à leur densité énergétique plus élevée et à leur coût réduit, rendu possible par l'abondance du soufre.
Bien qu'un léger problème lié à l'effet de transfert des polysulfures ait réduit la durée de vie de la batterie, celui-ci a été surmonté et les entreprises ont commencé à commercialiser le produit. (source)
5. Briques intelligentes
À l'avenir, des « briques intelligentes » économes en énergie pourraient transformer les murs de nos maisons en batteries.
Les briques sont un matériau de construction polyvalent, utilisé pour bâtir des bâtiments. Mais leur utilité s'est longtemps limitée à cela. Et si l'on pouvait améliorer ces briques pour leur conférer des avantages supplémentaires ? C'est précisément ce qu'ont fait des chercheurs. Ils ont découvert que les structures en briques recèlent un potentiel bien plus important que celui de simples murs de nos maisons. Grâce à leur structure poreuse et à leur matériau durable, les briques ordinaires peuvent être transformées en briques « intelligentes », capables de stocker de l'énergie et d'alimenter divers appareils domestiques.
Pour permettre aux briques de stocker de l'électricité, différents gaz ont été injectés dans leurs pores. Ces gaz réagissent avec les composants chimiques de la brique pour former un réseau de nanofibres plastiques appelées PEDOT, d'excellents conducteurs d'électricité. Ce procédé confère aux briques une teinte bleu foncé au lieu de leur rouge habituel. Ces briques peuvent alimenter des capteurs et de petites lampes LED.
Des développements supplémentaires sont toutefois nécessaires pour garantir que ces dispositifs puissent stocker de l'énergie pendant de longues périodes, à l'instar des batteries lithium-ion, et fournir suffisamment d'énergie pour recharger un ordinateur portable. Une fois cette technologie commercialisée, les murs de nos maisons pourraient stocker de l'énergie renouvelable, comme des batteries. (source)