(Phys.org) -- Le développement d'une nouvelle combinaison de polymères associant des sucres à des macromolécules à base d'huile permet de concevoir des films ultra-minces capables de s'auto-organiser avec une résolution de 5 nanomètres. Cela ouvre de nouveaux horizons pour augmenter la capacité des disques durs et la vitesse des microprocesseurs. Issu d'une collaboration franco-américaine menée par le Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales (CNRS), ces travaux ont conduit au dépôt de deux brevets. Il est publié dans la revue ACS Nano . Cette nouvelle classe de couches minces à base de copolymères hybrides pourrait donner lieu à de nombreuses applications en électronique flexible, dans des domaines aussi divers que la nanolithographie, biocapteurs et cellules photovoltaïques.

Avant de pouvoir concevoir de nouvelles générations de microprocesseurs, une évolution de la lithographie, la technique d'impression des circuits électroniques, est incontournable. Jusqu'à maintenant, les couches minces utilisées dans les circuits électroniques ont été conçues à partir de polymères synthétiques exclusivement dérivés du pétrole. Cependant, ces couches minces ont des limites :leur résolution structurelle minimale est d'environ 20 nanomètres et ne peut pas être réduite davantage en combinant des polymères dérivés du pétrole. Cette limite a été l'un des principaux obstacles au développement de nouvelles générations de dispositifs électroniques flexibles à très haute résolution.

Pourquoi y avait-il une telle limite ? Du fait de la faible incompatibilité entre les deux blocs de polymères, tous deux dérivés du pétrole. Pour cette raison, l'équipe dirigée par Redouane Borsali, Chercheur CNRS au Centre de Recherches sur les Macromolécules Végétales (CERMAV), a imaginé un matériau hybride :cette nouvelle classe de films minces associe des polymères à base de sucre et dérivés du pétrole (polystyrène contenant du silicium) aux caractéristiques physico-chimiques très différentes. Ce copolymère, formé de briques élémentaires hautement incompatibles, est similaire à une bulle d'huile attachée à une petite bulle d'eau. Les chercheurs ont montré que ce type de structure est capable de s'organiser en cylindres de sucre au sein d'un réseau de polymères à base de pétrole, chaque structure ayant une taille de 5 nanomètres, c'est-à-dire beaucoup plus faible que la résolution des "anciens" copolymères, exclusivement composé de dérivés du pétrole. En outre, cette nouvelle génération de matériau est fabriquée à partir d'un abondant, ressource renouvelable et biodégradable :le sucre.

L'atteinte de ces performances permet d'envisager de nombreuses applications en électronique flexible :  miniaturisation de la lithographie des circuits, multiplication par six de la capacité de stockage des informations (mémoires flash – clés USB – non plus limitées à 1 Tbit de données mais à 6 Tbit), amélioration des performances des cellules photovoltaïques, biocapteurs, etc. Les chercheurs cherchent aujourd'hui à mieux contrôler l'organisation et la conception à grande échelle de ces nano-glycofilms dans différentes structures auto-organisées.