Imaginez que vous possédez un téléviseur de l'épaisseur et du poids d'une feuille de papier. Ce sera possible, un jour, grâce à l'industrie croissante de l'électronique imprimée. Le processus, qui permet aux fabricants d'imprimer ou de rouler littéralement des matériaux sur des surfaces pour produire un dispositif électroniquement fonctionnel, est déjà utilisé dans les cellules solaires organiques et les diodes électroluminescentes organiques (OLED) qui forment les écrans des téléphones portables.

Bien que cette technologie émergente devrait croître de plusieurs dizaines de milliards de dollars au cours des 10 prochaines années, l'un des défis est de fabriquer à faible coût dans des conditions ambiantes. Afin de créer de la lumière ou de l'énergie en injectant ou en collectant des électrons, l'électronique imprimée nécessite des conducteurs, généralement du calcium, magnésium ou lithium, avec une fonction de travail réduit. Ces métaux sont chimiquement très réactifs. Ils s'oxydent et cessent de fonctionner s'ils sont exposés à l'oxygène et à l'humidité. C'est pourquoi l'électronique dans les cellules solaires et les téléviseurs, par exemple, doit être recouvert d'un rigide, barrière épaisse telle que le verre ou des couches d'encapsulation coûteuses.

Cependant, dans les nouvelles découvertes publiées dans la revue Science, Les chercheurs de Georgia Tech ont introduit ce qui semble être une technique universelle pour réduire le travail de travail d'un conducteur. Ils étalent une très fine couche d'un polymère, d'environ un à 10 nanomètres d'épaisseur, sur la surface du conducteur pour créer un dipôle de surface solide. L'interaction transforme les conducteurs stables à l'air en conducteurs efficaces, électrodes à faible travail.

Les polymères disponibles dans le commerce peuvent être facilement traités à partir de solutions diluées dans des solvants tels que l'eau et le méthoxyéthanol.

"Ces polymères sont bon marché, respectueux de l'environnement et compatible avec les techniques existantes de production de masse roll-to-roll, " a déclaré Bernard Kippelen, directeur du Center for Organic Photonics and Electronics (COPE) de Georgia Tech. « Remplacer les métaux réactifs par des conducteurs stables, y compris les polymères conducteurs, change complètement les exigences de fabrication et de protection de l'électronique. Leur utilisation peut ouvrir la voie à des appareils moins coûteux et plus flexibles."

Pour illustrer la nouvelle méthode, Kippelen et ses pairs ont évalué les performances des polymères dans les transistors organiques à couche mince et les OLED. Ils ont également construit un prototype :le tout premier, cellule solaire entièrement en plastique.

"Le modificateur de polymère réduit le travail de sortie dans une large gamme de conducteurs, y compris l'argent, or et aluminium, " a noté Seth Marder, directeur associé du COPE et professeur à l'École de chimie et de biochimie. "Le processus est également efficace dans les oxydes métalliques transparents et le graphène."