Des nano semi-conducteurs dérivés du bois que l'on peut adapter à notre guise pour une utilisation dans un large panel d'appareils électroniques sûrs et durables, c'est ce que développe actuellement une équipe de chercheurs. Dont des scientifiques de l'Université d'Osaka, au Japon.
D'après un communiqué sorti il y a quelques jours, des chercheurs de l'Université d'Osaka, en partenariat avec l'Université de Tokyo, l'Université de Kyushu et l'Université d'Okayama sont en train de travailler sur des nano semi-conducteurs en papier aux dimensions similaires à celles du papier A4 standard. Ce dernier serait capable d'offrir une capacité de conception trans-échelle nanométrique, micrométrique et macroscopique des structures tridimensionnelles et une grande accordabilité des propriétés électriques.
Des avancées techniques
Cette idée de créer des semi-conducteurs à partir de nanocellulose est loin d'être aussi farfelue qu'il n'y paraît. De fait, la cellulose, l'un des principaux constituant des végétaux, peut avoir des propriétés conductrices d'électricité. Il suffit de le chauffer à des températures relativement élevées dans certaines conditions.
Cependant, dans la pratique, il est très difficile de contrôler en même temps les propriétés électriques et de créer des structures utiles. Tout en s'assurant d'obtenir de bonnes fonctionnalités et garantir une utilisation polyvalente. De plus, ce processus de combustion peut détruire la nanostructure avec une grande surface et de nombreux pores. Qui fait pourtant tout l'intérêt de ce semi-conducteur en papier de nanocellulose.
Toutefois, les chercheurs du Japon affirment avoir trouvé un nouveau procédé qui permettrait de chauffer le nanopapier. Et cela tout en évitant d'endommager les structures de l'échelle nanométrique jusqu'à l'échelle macro.
Comme l'explique le scientifique des matériaux Hirotaka Koga “Nous avons appliqué un traitement à l'iode d'une redoutable efficacité qui permet de protéger la nanostructure des semi-conducteurs”. “Nous avons combiné ce traitement de pyrolyse avec un séchage contrôlé dans l'espace afin qu'il n'ait pas de modification substantielle des structures conçues”. “Mais aussi pour permettre l'utilisation de la température sélectionnée afin d'assurer le contrôle des propriétés électriques”.
Nano semi-conducteurs en papier : des premiers tests très concluants
Les chercheurs de cette nouvelle technique qui profitera très prochainement à toute la communauté scientifique ainsi qu'aux fabricants de semi-conducteurs ont utilisé trois dispositifs de preuve de concept pour attester de l'efficacité de leur procédé.
Dans le premier cas, les chercheurs ont pu démontrer la flexibilité du nanopapier au niveau macroscopique. Mais aussi le niveau de détail possible et l'absence de dommages causés par le traitement thermique. Notamment en réalisant des petits objets en origami (pliage de papier) avec les nanopapiers. Ces derniers ont également permis de réaliser différentes formes avec des techniques de kirigami (découpage de papier). Mais aussi des structures bien plus complexes par découpe laser. Cela a démontré
Dans le deuxième cas, les nano semi-conducteurs en papier ont été intégrés dans des capteurs pour surveiller le flux de vapeur d'eau. Ceci à travers deux types de masques : un masque lavable en tissu et un masque chirurgical. Pour le premier masque, le capteur a pu enregistrer des impulsions synchronisées avec les expirations. Pour le deuxième masque, il n'a enregistré que la diminution progressive de sa résistance.
Enfin, les nano semi-conducteurs en papier ont également été testé comme électrode dans une pile à biocarburant au glucose. L'énergie générée, d'une puissance de 14 fois supérieure à celle d'une feuille de graphite, a pu allumer une petite ampoule.
En définitive, cette découverte des chercheurs japonais pourrait ouvrir la voie au déploiement de dispositifs électroniques durables. Ces derniers seraient entièrement réalisés à partir de matériaux végétaux.
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