Après quelques décennies de développement de l'électronique à un rythme vertigineux - des ordinateurs personnels et téléphones à clapet aux appareils portables, smartphones et tablettes - il y a des signes que les percées technologiques sont au point mort. Par exemple, votre nouvel iPhone n'est vraiment pas très différent du précédent. Et les ordinateurs portables se ressemblent tous – et fonctionnent – ​​à peu près tous.

Les ingénieurs ont besoin de nouvelles inspirations pour les innovations. Une source, Croyez-le ou non, est les arts anciens. Mon travail, par exemple, s'inspire du kirigami, un cousin moins connu de l'art du pliage de l'origami. Vous avez peut-être même fait du kirigami quand vous étiez enfant, pliage et découpage pour faire des flocons de neige en papier. Les matériaux inspirés de ces arts peuvent être utilisés pour améliorer les vêtements intelligents, construire des smartphones pliables et rendre les prothèses plus légères.

Papier à découper

Le mot kirigami est le nom anglais de l'art du découpage du papier. Les archéologues disent que le kirigami remonte avant le 17ème siècle au Japon. C'est encore un art populaire populaire dans les pays asiatiques, où les gens font des kirigami pour célébrer le nouvel an lunaire, les nouveau-nés, mariage et autres événements importants.

Typiquement, kirigami commence avec une base de papier pliée, qui est coupé, déplié et aplati pour faire la pièce d'art finale. Les motifs complexes créent de belles œuvres d'art basées sur des principes mathématiques et de conception qui peuvent modifier les comportements mécaniques du matériau à couper. Par exemple, un motif particulier peut rendre le papier plus résistant ou plus extensible.

Une idée d'ingénierie

Tout comme les pratiquants de kirigami coupent et plient du papier, les ingénieurs peuvent couper et plier des matériaux qui à leur tour peuvent être incorporés dans des appareils électroniques.

Les innovations récentes dans l'électronique à haut rendement énergétique ont créé des appareils électroniques portables, papier à encre électronique haute performance, peau électronique artificielle et tissus intelligents. Mais beaucoup de ces créations dépendent, au moins en partie, sur les circuits imprimés traditionnels, qui sont généralement constitués de silicium et de métaux. Ils sont durs et cassants - pas un bon match pour le corps humain. Les gens ont besoin de vêtements, de papier et d'articles capables de supporter les virages et les courbes.

La communauté des chercheurs, ainsi que des entreprises de technologie et de vêtements, est désireux de rendre les appareils électroniques aussi flexibles et pliables que possible. L'astuce consiste à s'assurer que la flexibilité de ces gadgets ne limite pas leur capacité à gérer l'électricité.

Se tourner vers l'électronique

Récemment, mon groupe de recherche à l'Université de Buffalo a fabriqué un nouveau dispositif électronique extensible inspiré du kirigami. Composé de polymères auto-assemblés et de nanofils, l'appareil fait un centimètre de large. À lui seul, il pourrait s'étirer légèrement – ​​à seulement 1,06 centimètre. Mais lorsqu'il est découpé au laser dans un motif inspiré du kirigami, le même appareil peut s'étirer jusqu'à 20 centimètres, 2, 000 pour cent plus grand que sa forme non étirée. L'élasticité innée du matériau aide, mais le motif et l'orientation des coupes sont le principal facteur de déformation de l'appareil.

De plus, la découpe a fait le dispositif 3, 000 fois plus conducteur d'électricité, ce qui signifie que l'électronique peut fonctionner plus rapidement, ou prendre moins de temps à charger.

Il existe de nombreux autres chercheurs en électronique inspirés par le kirigami. Au fur et à mesure que nos groupes et d'autres affinent ce genre de matériel, ils peuvent éventuellement être incorporés dans la peau électronique – comme des tatouages ​​temporaires – pour améliorer la sensation des prothèses et des robots. Les hôpitaux peuvent également utiliser des patchs e-skin pour surveiller sans fil les signes vitaux des patients, remplacer ces fils gênants qui peuvent s'emmêler ou empêcher les gens de dormir lorsqu'ils se reposent au lit.

L'électronique extensible est également la clé des plans de Samsung pour sortir un smartphone pliable. Et ils pourraient être au cœur des vêtements intelligents, une industrie qui, selon les analystes, pourrait valoir 4 milliards de dollars d'ici 2024. Grâce à des innovations artistiques il y a des centaines d'années, les vêtements et les bandages pourraient un jour aider les athlètes à maximiser leurs performances, surveiller la santé des personnes atteintes de maladies chroniques, et donner aux soldats et aux secouristes des informations importantes sur eux-mêmes et sur ceux dont ils ont la charge.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.