Avez-vous déjà imaginé votre smartphone ou votre tablette sans écran tactile ? Cela pourrait bientôt être le cas si nous manquions d'indium, l'un des minéraux les plus rares sur Terre.

L'indium est utilisé dans de nombreux appareils de haute technologie tels que les écrans tactiles, téléphones intelligents, panneaux solaires et fenêtres intelligentes, sous forme d'oxyde d'indium et d'étain. Ce composé est optiquement transparent et électriquement conducteur, les deux caractéristiques cruciales requises pour que les écrans tactiles fonctionnent.

Mais il y a un problème :nous n'avons aucune garantie d'approvisionnement à long terme en indium. On ne le trouve naturellement qu'en infimes traces, et est donc peu pratique à exploiter directement. Presque tout l'indium du monde est un sous-produit de l'extraction du zinc.

Heureusement, nous avons une solution potentielle :mes collègues et moi avons développé une nouvelle façon de fabriquer des revêtements optiquement transparents et électriquement conducteurs sans indium.

Un problème qui s'aggrave

Parce que l'approvisionnement mondial en indium est lié à l'extraction du zinc, sa disponibilité et son prix dépendront de la demande de zinc.

Les baisses possibles de la demande de zinc, déjà évidentes dans l'industrie automobile, ainsi que l'utilisation toujours croissante des téléphones intelligents et des écrans tactiles, devraient exacerber la pénurie potentielle d'indium à l'avenir.

Une option consiste à essayer de recycler l'indium. Mais le récupérer à partir d'appareils usagés coûte cher en raison des infimes quantités impliquées.

Lorsqu'un matériau crucial est en pénurie, nous devrions chercher des alternatives. Et c'est exactement ce que mes collègues et moi avons trouvé.

Comment ça marche?

Notre nouveau revêtement, dont les détails sont publiés dans la revue Matériaux d'énergie solaire et cellules solaires , fait appel à la technologie plasma.

Le plasma est comme une soupe de particules chargées dans laquelle des électrons ont été arrachés à leurs atomes, et est souvent décrit comme le quatrième état de la matière, après solide, liquide et gazeux. Cela peut ressembler à une substance exotique, mais en fait il comprend plus de 99% des objets visibles dans l'univers. Notre Soleil, comme la plupart des stars, est essentiellement une boule géante de plasma incandescent.

Plus proche de la maison, les ampoules fluorescentes et les enseignes au néon contiennent également du plasma. Nos nouveaux films tactiles ne contiennent pas de plasma, mais leur fabrication utilise le plasma comme moyen de créer de nouveaux matériaux qui seraient autrement impossibles à fabriquer.

Notre revêtement est constitué d'une couche ultra-mince d'argent, pris en sandwich entre deux couches d'oxyde de tungstène. Cette structure fait moins de 100 nanomètres d'épaisseur, soit environ un millième de la largeur d'un cheveu humain.

Ces couches sandwich ultra-minces sont créées et enduites sur du verre à l'aide d'un processus appelé « pulvérisation au plasma ». Il s'agit de soumettre un mélange d'argon et d'oxygène gazeux à un fort champ électrique, jusqu'à ce que ce mélange se transforme en plasma. Le plasma est utilisé pour bombarder une cible solide en tungstène, en détachant des atomes et en les déposant sous forme de couche ultra-mince sur la surface du verre.

Nous répétons ensuite ce processus en utilisant de l'argent, puis une troisième fois d'oxyde de tungstène incrusté de nanoparticules d'argent. L'ensemble du processus ne prend que quelques minutes, produit un minimum de déchets, est moins cher que d'utiliser de l'indium, et peut être utilisé pour n'importe quelle surface en verre telle qu'un écran de téléphone ou une fenêtre.

Le revêtement plasma fini a également une autre caractéristique intrigante :il est électrochrome, c'est-à-dire qu'il peut devenir plus ou moins opaque, ou changer de couleur, si une tension électrique est appliquée.

Cela signifie qu'il pourrait être utilisé pour créer des "écrans imprimables" ultra-fins qui peuvent devenir plus sombres ou plus lumineux, ou changer de couleur comme vous le souhaitez. Ils seraient flexibles et utiliseraient peu d'énergie, ce qui signifie qu'ils pourraient être utilisés à diverses fins, notamment des étiquettes intelligentes ou des fenêtres intelligentes.

Des fenêtres intelligentes recouvertes de nos nouveaux films pourraient être utilisées pour bloquer le flux de lumière et ainsi chauffer selon les besoins. Notre film plasma peut être appliqué sur n'importe quelle surface de verre, qui peut ensuite être réglé pour ajuster sa transparence en fonction de la météo extérieure. Contrairement aux verres de lunettes "photochromiques" existants, qui répondent aux niveaux de lumière ambiante, notre matériel réagit aux signaux électriques, ce qui signifie qu'il peut être manipulé à volonté.

Notre nouvelle technologie sans indium présente un grand potentiel pour fabriquer les appareils à écran tactile de nouvelle génération tels que les téléphones intelligents ou les papiers électroniques, ainsi que des fenêtres intelligentes et des cellules solaires pour la durabilité environnementale. Cette technologie est prête à être étendue pour créer des revêtements sur du verre commercial, et nous poursuivons actuellement la recherche et le développement pour les adapter aux futurs appareils électroniques portables.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.