Les ingénieurs en électricité de l’Université de Duke ont mis au point une technique d’électronique entièrement imprimable qui est suffisamment douce pour travailler sur des surfaces délicates telles que le papier et la peau humaine. L’avancée pourrait permettre l’utilisation de technologies telles que les tatouages électroniques intégrés et les pansements à forte adhérence avec des biocapteurs spécifiques au patient.
Les chercheurs ont mis au point une nouvelle encre contenant des nanofils d’argent qui peut être imprimée sur n’importe quel substrat à basse température avec une imprimante aérosol. Le système produit un film mince qui maintient sa conductivité sans autre traitement. Après avoir été imprimée, l’encre est sèche en moins de deux minutes et conserve ses hautes performances électriques, même après avoir subi une contrainte de flexion de 50% plus de mille fois. Les techniques sont décrites dans une série d’articles publiés en ligne dans la revue Nanoscale et dans la revue ACS Nano.
Dans une vidéo accompagnant le premier article, l’étudiant diplômé Nick Williams imprime deux contacts électroniques sur le dessous de son petit doigt. Au bout de son doigt, il connecte les fils à une petite lumière LED. Il applique ensuite une tension au bas des deux conducteurs imprimés, ce qui fait que la DEL reste allumée même lorsqu’il se penche et bouge le doigt.
Dans le deuxième article, Franklin et l’étudiant diplômé Shiheng Lu approfondissent encore l’encre conductrice et la combinent avec deux autres composants imprimables pour créer des transistors fonctionnels. L’imprimante pose d’abord une bande semi-conductrice de nanotubes de carbone. Une fois l’imprimante sèche, et sans retirer le substrat en plastique ou en papier de l’imprimante, deux fils de nanofil argent qui s’étendent sur plusieurs centimètres de chaque côté sont imprimés. Une couche diélectrique non conductrice en un matériau à deux dimensions, le nitrure de bore hexagonal, est ensuite imprimée sur la bande semi-conductrice d’origine, suivie d’une électrode de grille à nanofils d’argent finale.
Avec les technologies actuelles, au moins une de ces étapes nécessiterait le retrait du substrat pour un traitement supplémentaire, comme un bain chimique pour rincer les matières indésirables, un processus de durcissement pour empêcher les couches de se mélanger ou une cuisson prolongée pour éliminer les traces. de matières organiques pouvant interférer avec les champs électriques.
Mais l’impression en place de Franklin ne nécessite aucune de ces étapes et, bien que chaque couche ait besoin de sécher complètement pour éviter de mélanger les matériaux, elle peut être complétée à la température globale de traitement la plus basse signalée à ce jour.
Franklin ne voit pas sa méthode d’impression à la demande remplacer les procédés de fabrication à grande échelle pour l’électronique portable. Mais il voit une valeur potentielle pour des applications telles que le prototypage rapide ou des situations dans lesquelles une taille unique ne convient pas à tous.
Source: https://ece.duke.edu – 03/10/19