Des iPhones sur Terre aux rovers sur Mars, la plupart des appareils électroniques ne fonctionnent que dans une certaine plage de température. En mélangeant deux matières organiques ensemble, des chercheurs de l'Université Purdue pourraient créer des composants électroniques résistants à la chaleur extrême.

Ce nouveau matériau plastique pourrait conduire l'électricité de manière fiable jusqu'à 220 degrés Celsius (428 F), selon un article publié jeudi dans le journal Science .

"L'électronique commerciale fonctionne entre moins 40 et 85 degrés Celsius. Au-delà de cette plage, ils vont mal fonctionner, " a déclaré Jianguo Mei, professeur de chimie organique à l'Université Purdue. "Nous avons créé un matériau qui peut fonctionner à des températures élevées en mélangeant deux polymères ensemble."

L'un d'eux est un semi-conducteur, qui peut conduire l'électricité, et l'autre est un polymère isolant classique, c'est ce que vous pourriez imaginer lorsque vous pensez au plastique ordinaire. Pour que cette technologie fonctionne pour l'électronique, les chercheurs ne pouvaient pas simplement fusionner les deux, ils devaient bricoler les ratios.

"L'un des plastiques transporte la charge, et l'autre peut supporter des températures élevées, " dit Aristide Gumyusenge, auteur principal de l'article et chercheur diplômé à Purdue. "Quand vous les mélangez, vous devez trouver le bon rapport pour qu'ils se fondent bien et que l'un ne domine pas l'autre."

Les chercheurs ont découvert quelques propriétés essentielles pour que cela fonctionne. Les deux matériaux doivent être compatibles au mélange et doivent chacun être présents dans à peu près le même rapport. Il en résulte une organisation, réseau interpénétrant qui permet à la charge électrique de circuler uniformément tout en conservant sa forme à des températures extrêmes.

Le plus impressionnant à propos de ce nouveau matériau n'est pas sa capacité à conduire l'électricité à des températures extrêmes, mais que ses performances ne semblent pas changer. D'habitude, les performances de l'électronique dépendent de la température - pensez à la vitesse à laquelle votre ordinateur portable fonctionnerait dans votre bureau climatisé par rapport au désert de l'Arizona. Les performances de ce nouveau mélange de polymères restent stables sur une large plage de températures.

L'électronique à température extrême pourrait être utile aux scientifiques en Antarctique ou aux voyageurs errant dans le Sahara, mais ils sont également essentiels au fonctionnement des voitures et des avions partout. Dans un véhicule en mouvement, l'échappement est si chaud que les capteurs ne peuvent pas être trop proches et la consommation de carburant doit être surveillée à distance. Si les capteurs pouvaient être directement fixés à l'échappement, les opérateurs obtiendraient une lecture plus précise. Ceci est particulièrement important pour les avions, qui ont des centaines de milliers de capteurs.

"Beaucoup d'applications sont limitées par le fait que ces plastiques se décomposent à haute température, et cela pourrait être un moyen de changer cela, " a déclaré Brett Savoie, professeur de génie chimique à Purdue. "Cellules solaires, les transistors et les capteurs doivent tous tolérer des changements de température importants dans de nombreuses applications, Il est donc vraiment essentiel de traiter les problèmes de stabilité à haute température pour l'électronique à base de polymère. »

Les chercheurs mèneront d'autres expériences pour déterminer quelles sont les vraies limites de température (hautes et basses) pour leur nouveau matériau. Faire fonctionner l'électronique organique dans le froid glacial est encore plus difficile que de les faire fonctionner dans une chaleur extrême, dit Mei.