Une équipe de chercheurs du College of Engineering de la Texas A&M University a développé un revêtement conducteur mécaniquement robuste qui peut maintenir les performances sous des étirements et des flexions importants.

Extensible, l'électronique pliable et pliable est cruciale pour le développement de technologies émergentes telles que les écrans adaptatifs, peau artificielle, et dispositifs biométriques et portables. Cela présente un défi unique d'équilibrer les performances électroniques et la flexibilité mécanique. La difficulté réside dans la recherche d'un matériau capable de résister à un large éventail de déformations, comme les étirements, pliage et torsion, tout en maintenant la conductivité électrique. En plus du défi, il faut que cette conductivité soit conçue dans une variété de surfaces différentes, comme le tissu, fibre, verre ou plastique.

Une équipe collaborative du département de génie chimique Artie McFerrin et du département de science et génie des matériaux dirigée par le Dr Jodie Lutkenhaus , professeur agrégé et titulaire de la William and Ruth Neely Faculty Fellowship, a résolu ce problème grâce au développement d'un nouvel étirable agnostique de surface, revêtement conducteur pliable et pliable, ouvrant la porte à une grande variété d'électronique flexible.

Les carbures métalliques bidimensionnels (MXenes) ont été choisis comme objectif principal de la recherche, car des recherches antérieures ont montré qu'ils avaient une conductivité de type métallique. Les recherches précédentes sur MXenes se sont principalement concentrées sur les matériaux sous forme de feuilles. Bien que ces feuilles aient la conductivité souhaitée, ils ne sont pas étirables et leur intégration dans différentes surfaces n'a pas été représentée.

Plutôt que d'utiliser des feuilles MXene, l'équipe de recherche Texas A&M a créé des revêtements MXene par adsorption séquentielle de feuilles de MXene chargées négativement et de polyélectrolytes chargés positivement à l'aide d'un processus d'assemblage aqueux connu sous le nom d'assemblage couche par couche (LbL) (voir image 1-A). Les résultats de ce processus, décrit en détail dans le dernier numéro de Avancées scientifiques , démontrer que les revêtements multicouches MXene peuvent subir des déformations mécaniques à grande échelle tout en conservant un haut niveau de conductivité (voir vidéo). L'équipe a également déposé avec succès les revêtements multicouches MXene sur une feuille de polymère flexible, silicones extensibles, fibre de nylon, verre et silicone.