Vous voulez un smartphone qui s’étire, supporte les dommages et ne manque pas un appel ? C’est désormais possible. Une équipe de chercheurs de Virginia Tech du Département de génie mécanique et du Macromolecules Innovation Institute a créé un nouveau type d’électronique douce, ouvrant la voie à des dispositifs auto-réparateurs, reconfigurables et recyclables.
Il s’agit de circuits en forme de peau, très doux et extensibles. Des circuits pouvant supporter de nombreux dommages sous charge sans perdre leur conductivité électrique. Ils peuvent également être recyclés pour générer de nouveaux circuits à la fin de la vie d’un produit.
Des composants électroniques souples
Les appareils grand public actuels, tels que les téléphones et les ordinateurs portables, contiennent des matériaux rigides qui utilisent des fils soudés qui les traversent. Toutefois, une équipe de chercheurs de Virginia Tech et du Macromolecules Innovation Institute vient de réussir à créer un nouveau type d’électronique douce. Dirigée par le professeur adjoint Michael Bartlett, ils ont créé un circuit souple remplaçant les matériaux rigides par des composites électroniques souples et de minuscules gouttelettes de métal liquide conductrices d’électricité. Ces composants électroniques souples font partie d’un domaine technologique en plein essor. Une technologie qui confère aux gadgets un niveau de durabilité qui aurait été impossible il y a quelques années.
Les gouttes de métal liquide sont initialement dispersées dans un élastomère, un type de polymère caoutchouteux, sous forme de gouttes discrètes isolées électriquement. « Pour fabriquer des circuits, nous avons introduit une approche évolutive par gaufrage, qui nous permet de créer rapidement des circuits accordables en connectant sélectivement des gouttelettes », a déclaré le chercheur postdoctoral et premier auteur Ravi Tutika. « Nous pouvons ensuite casser localement les gouttelettes pour refaire des circuits et nous pouvons même dissoudre complètement les circuits pour rompre toutes les connexions afin de recycler les matériaux, puis recommencer au début. »
Les circuits sont doux et flexibles, comme la peau, continuant à fonctionner même en cas de dommages extrêmes. En effet, même percé, les gouttelettes métalliques peuvent toujours transférer de l’énergie. Au lieu de couper complètement la connexion comme dans le cas d’un fil traditionnel, les gouttelettes établissent de nouvelles connexions autour du trou. Leur objectif étant de continuer à faire passer l’électricité.
Aucune perte de connexion électrique
Les circuits s’étireront également sans perdre leur connexion électrique. L’équipe a en effet tiré l’appareil à plus de 10 fois sa longueur d’origine sans défaillance pendant la recherche.
À la fin de la vie d’un produit, les gouttelettes métalliques et les matériaux caoutchouteux peuvent être retraités et remis en solution liquide, les rendant ainsi recyclables. À partir de là, ils peuvent être refaits pour commencer une nouvelle vie. Une approche qui offre une voie vers une électronique durable.
Bien qu’un smartphone extensible n’ait pas encore été fabriqué, le développement rapide dans le domaine est également prometteur pour l’électronique portable et la robotique douce. Ces technologies émergentes nécessitent des circuits souples et robustes pour faire le saut dans les applications grand public.
Bartlett a également indiqué : « Nos progrès nous enthousiasme. Nous envisageons donc ces matériaux comme des composants clés pour les technologies douces émergentes. Ce travail se rapproche de la création de circuits logiciels qui pourraient survivre dans une variété d’applications du monde réel. »
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