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Accueil du site > Thèmes scientifiques > Physico-chimie des systèmes biologiques > Biopiles et biocapteurs

Introduction

L’objectif de notre travail consiste à fabriquer la plus petite biopile jamais construite, jetable et très bon marché. Son principe de fonctionnement est décrit sur le schéma 1. Ce type de biopile pourrait-etre utilisé dans différents contextes nécessitant l’alimentation d’appareils à faible puissance dans des domaines aussi variés que l’environnement ou la santé. Ainsi cette biopile ouvre des voies nouvelles telles que, par exemple, la réalisation de capteurs autonomes sous-cutanés mesurant le taux de glucose chez les patients diabétiques.

Dans ce dernier cas, elle fonctionnera sous la peau de façon autonome (in vivo) en puisant l’énergie chimique du couple oxygène-glucose naturellement présent dans les fluides physiologiques pour alimenter des dispositifs médicaux implantés. La sélectivité des réactions enzymatiques permet la construction d’une cellule à un seul compartiment, contenant à la fois le réactif anodique (le glucose) et le réactif cathodique (l’oxygène).

Schéma 1. Diagramme de la biopile. Les deux électrodes sont modifiées avec leurs bioélectrocatalystes respectifs et résident dans la même solution. À l’anode, les électrons sont transférés du glucose vers la glucose oxydase (GOx), de la GOx vers le polymère I et du polymère I, vers l’électrode. À la cathode, les électrons sont transférés de la cathode vers le polymère II, du polymère II vers la bilirubine oxydase (BOD) et de la BOD vers l’O2

La puissance opérationnelle d’une biopile dépend principalement : (I) de la densité de courant, qui est définie par le choix des enzymes ; (II) de la tension (qui est définie par le choix des polymères) ; (III) de la surface spécifique de l’électrode ; et (IV) de la stabilité de biopile.

Notre équipe de recherche s’attache à développer et à caractériser au laboratoire les différents éléments composants la biopile (enzymes, polymères, matériaux d’électrodes).