En matière d'efficacité, parfois, il est utile de se tourner vers Mère Nature pour obtenir des conseils - même en matière de technologie aussi avancée que l'imprimable, électronique flexible.

Des chercheurs de l'Université de l'Illinois ont développé des modèles dynamiques bio-inspirés utilisés pour fabriquer des matériaux semi-conducteurs organiques qui produisent des composants électroniques imprimables. Il utilise un processus similaire à la biominéralisation, c'est-à-dire la façon dont les os et les dents se forment. Cette technique est également écologique par rapport à la fabrication de l'électronique conventionnelle, ce qui donne aux chercheurs la chance de rendre la pareille à la nature.

La modélisation est utilisée pour fabriquer des semi-conducteurs presque parfaits afin d'améliorer leurs propriétés électroniques, ou pour moduler l'espacement entre les atomes pour de meilleures propriétés électroniques. Ces modèles aident à aligner correctement les atomes des matériaux semi-conducteurs, typiquement silicium ou germanium, dans la forme qui est nécessaire.

Cependant, cette méthodologie conventionnelle ne fonctionne bien que pour les dispositifs nanoélectroniques rigides. Le plus grand, les molécules de polymère organique plus désordonnées nécessaires à la fabrication d'électronique flexible ne peuvent pas s'organiser autour d'un modèle fixe.

Dans un nouveau rapport de la revue Communication Nature , professeur Ying Diao, l'étudiant diplômé Erfan Mohammadi et ses co-auteurs décrivent le fonctionnement de la technique de type biominéralisation.

Dans la nature, certains organismes biologiques construisent des structures minéralisées en récoltant ou en recrutant des ions inorganiques à l'aide de polymères biologiques flexibles. De la même manière, les gabarits développés par le groupe Diao sont constitués d'ions qui se reconfigurent autour de la structure atomique des polymères semi-conducteurs. Par ici, les grosses molécules de polymère peuvent se former de manière hautement ordonnée, structure modélisée, dit Diao.

Cette structure hautement ordonnée surmonte les problèmes de contrôle de qualité qui ont affecté les semi-conducteurs organiques, ralentissement du développement des appareils flexibles.

"Nos gabarits nous permettent de contrôler l'assemblage de ces polymères en les incitant à s'agencer au niveau moléculaire. Contrairement à l'impression de journaux, où l'ordre des molécules d'encre n'a pas d'importance, c'est critique en électronique, " dit Diao.

Le processus de fabrication pouvant utiliser ces gabarits dynamiques est également respectueux de l'environnement. Contrairement aux méthodes conventionnelles de fabrication de semi-conducteurs, qui nécessitent des températures d'environ 3, 000 degrés Fahrenheit et produisent une quantité importante de déchets organiques, ce procédé produit peu de déchets et peut se faire à température ambiante, réduire les coûts énergétiques, dit Diao.

"Notre recherche se tourne vers la nature pour trouver des solutions, " dit Diao. " Dans la nature, les polymères sont utilisés pour modeler les ions, et nous avons fait le contraire - nous utilisons des ions pour modeler des polymères afin de produire des poids léger, électronique biointégrée à faible coût et à grande échelle."