Vers une électronique à fleur de peau

Une équipe internationale de recherche a mis au point un procédé de fabrication de semi-conducteurs organiques capables d’être étirés dans tous les sens sans perdre leurs propriétés conductrices. De quoi imaginer des appareils électroniques collés à la peau, se déformant avec les mouvements du corps.

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Vers une électronique à fleur de peau
Largement étirable, le transistor peut être collé sur une main comme une seconde peau.

Passer à l’échelle nanométrique met la matière dans tous ses états. C’est cet effet qu’a exploité une équipe internationale de recherche pour résoudre la quadrature du cercle : obtenir un semi-conducteur qui puisse largement s’étirer tout en conservant ses performances électriques.

Publiés dans le numéro du 6 janvier de Science, leurs travaux "introduisent une méthode révolutionnaire […] qui permet la fabrication d’une électronique flexible", commente dans le même numéro Simone Napolitano, professeur à l’Université libre de Bruxelles.

Les chercheurs ont utilisé des semi-conducteurs organiques - des polymères dits conjugués -, qui affichent des propriétés électriques comparables au polysilicium. Pour les rendre déformables, ils en ont fait des nanofibres qu’ils ont enfermées dans un film de polymère élastique (un élastomère).

Confinement à l'échelle nanométrique

Ce confinement à l’échelle nanométrique des chaînes de polymère semi-conducteur est censé les rendre plus flexibles et empêcher leur cristallisation, leur conférant une plus grande ductilité, expliquent en substance les chercheurs.

Et cela marche ! Les échantillons réalisés, largement étirés dans tous les sens, ne se fissurent pas et gardent leurs propriétés électriques, comme le montre la vidéo ci-dessous réalisée par les chercheurs (crédit : J. Xu et al, Science (2016)).

Poussant la démonstration, les chercheurs ont fabriqué de véritables transistors en film mince. L’un d’entre eux, alimentant une LED, a même été collé sur un doigt se pliant et se dépliant pour démontrer l’adaptation de ces matériaux à l’électronique "wearable", intégrée au vêtement ou à même la peau. La vidéo ci-dessous (crédit : J. Xu et al, Science (2016)) montre que le dispositif fonctionne parfaitement. Une application d’autant plus prometteuse que le procédé de fabrication mis au point – dit à séparation de phases – peut être mis en œuvre « à bas coût » affirment les auteurs.

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