Jusque récemment, « ferroélectriques flexibles » aurait pu être considéré comme le même type de phrase oxymorique. Cependant, grâce à une nouvelle découverte du Laboratoire national d'Argonne du Département de l'énergie des États-Unis (DOE) en collaboration avec des chercheurs de la Northwestern University, les scientifiques ont lancé une nouvelle classe de matériaux dotés de fonctionnalités avancées qui font passer l'idée du domaine de l'ironie à la réalité.

Les ferroélectriques sont un type de matériau utile que l'on trouve dans les condensateurs utilisés dans les capteurs, ainsi que la mémoire informatique et les cartes RFID. Leurs propriétés particulières proviennent du fait qu'ils contiennent des régions chargées polarisées dans une orientation spécifique, qui peut être contrôlé avec un champ électrique externe. Mais ils ont également eu un gros inconvénient car les ingénieurs essaient de les utiliser dans de nouvelles inventions.

"Les matériaux ferroélectriques sont connus pour être assez cassants, et donc cela a toujours été un grand défi de les rendre mécaniquement flexibles, " a déclaré Seungbum Hong, nanoscientifique d'Argonne, qui a aidé à diriger la recherche. "Parce que la ferroélectricité et ce type de flexibilité sont des propriétés relativement rares à voir seules, avoir à la fois de la ferroélectricité et de la flexibilité dans ce nouveau matériau est fondamentalement sans précédent. »

Les générations précédentes de matériaux ferroélectriques étaient principalement des céramiques, Hong a dit, ce qui les rendait assez fragiles. Dans le nouveau matériel, les plans cristallins au niveau atomique ont tendance à glisser les uns sur les autres, ajoutant à la ductilité du matériau.

Un avantage des ferroélectriques flexibles vient du fait que tous les matériaux ferroélectriques sont également piézoélectriques, ce qui signifie qu'ils peuvent convertir une force mécanique appliquée en un signal électrique, ou vice versa; par exemple, lorsque vous allumez un briquet pour générer une étincelle. Avoir des ferroélectriques plus flexibles pourrait permettre une meilleure réponse à partir d'une entrée plus petite.

Avec des ferroélectriques flexibles, les scientifiques et les ingénieurs peuvent avoir la possibilité d'adapter ces matériaux pour une multitude d'utilisations nouvelles et améliorées, comprenant des actionneurs de précision pour la microscopie à force atomique, des capteurs et émetteurs d'imagerie ultrasonore pour les applications médicales et même des capteurs pour certaines applications automobiles.

Pour le stockage des données, l'impact peut être encore plus grand. « Il y a un très grand potentiel de densité d'informations avec le stockage ferroélectrique, " a déclaré Hong. "Cela pourrait faire une grande différence alors que nous pensons aux futures générations du cloud de données."

Un article basé sur la recherche, "Cristaux organiques ferroélectriques flexibles, " a été publié en ligne dans Communication Nature en octobre. L'un des principaux auteurs du nord-ouest de l'étude, Sir Fraser Stoddart, a reçu le prix Nobel de chimie 2016 pour ses travaux sur les machines moléculaires.