Des chercheurs de l'Université de Tsukuba ont créé un nouvel appareil électrique à base de carbone, Transistors à gel -ion (PIGT) en utilisant un gel ionique fait d'un polymère conducteur. Ce travail peut conduire à une électronique imprimable flexible moins chère et plus fiable.

Conducteurs organiques, qui sont des polymères à base de carbone pouvant véhiculer des courants électriques, ont le potentiel de changer radicalement la façon dont les appareils électroniques sont fabriqués. Ces conducteurs ont des propriétés qui peuvent être ajustées par modification chimique et peuvent être facilement imprimés sous forme de circuits. Par rapport aux panneaux solaires et transistors actuels en silicium, les systèmes basés sur des conducteurs organiques pourraient être flexibles et plus faciles à installer. Cependant, leur conductivité électrique peut être considérablement réduite si les chaînes polymères conjuguées deviennent désordonnées en raison d'un traitement incorrect, ce qui limite grandement leur capacité à rivaliser avec les technologies existantes.

Maintenant, une équipe de chercheurs dirigée par l'Université de Tsukuba a formulé une nouvelle méthode pour préserver les propriétés électriques des conducteurs organiques en formant un « gel ionique ». Dans ce cas, le solvant autour des chaînes poly(para-phénylèneéthylnylène) (PPE) a été remplacé par un liquide ionique, qui s'est ensuite transformé en gel. En utilisant la microscopie confocale à fluorescence et la microscopie électronique à balayage, les chercheurs ont pu vérifier la morphologie du conducteur organique.

"Nous avons montré que la structure interne de notre gel -ion est un réseau de nanofibres d'EPI, qui est très bon pour conduire l'électricité de manière fiable », explique l'auteur, le professeur Yohei Yamamoto.

En plus d'agir comme des fils pour les électrons délocalisés, les chaînes polymères dirigent le flux d'ions mobiles, ce qui peut aider à déplacer les porteurs de charge vers les anneaux de carbone. Cela permet au courant de circuler dans tout le volume de l'appareil. Le transistor résultant peut s'allumer et s'éteindre en réponse à des changements de tension en moins de 20 microsecondes, ce qui est plus rapide que n'importe quel appareil précédent de ce type.

"Nous prévoyons d'utiliser cette avancée de la chimie supramoléculaire et de l'électronique organique pour concevoir un ensemble complet de dispositifs électroniques flexibles, " explique le professeur Yamamoto. Le temps de réponse rapide et la conductivité élevée ouvrent la voie à des capteurs flexibles qui apprécient la facilité de fabrication associée aux conducteurs organiques, sans sacrifier la vitesse ou les performances.