Plie-les, les étirer, les tordre, pliez-les :des matériaux modernes et légers, flexible et hautement conducteur ont un potentiel technologique extraordinaire, que ce soit sous forme de peau artificielle ou de papier électronique.

Rendre ces concepts suffisamment abordables pour une utilisation générale reste un défi, mais une nouvelle façon de travailler avec des nanofils de cuivre et une "nano colle" PVA pourrait changer la donne.

Les succès antérieurs dans le domaine des « monolithes d'aérogels » ultra-légers reposaient en grande partie sur l'utilisation de précieux nanofils d'or et d'argent.

En se tournant plutôt vers le cuivre, à la fois abondant et bon marché, des chercheurs de l'Université Monash et du Melbourne Centre for Nanofabrication ont mis au point un moyen de fabriquer des conducteurs flexibles suffisamment rentables pour une application commerciale.

"Les monolithes d'aérogel sont comme des éponges de cuisine mais les nôtres sont faits de nanofils de cuivre ultra fins, en utilisant un procédé de fabrication appelé lyophilisation, " a déclaré le chercheur principal, le professeur agrégé Wenlong Cheng, du Département de génie chimique de l'Université Monash.

"Les monolithes d'aérogel de cuivre sont conducteurs et pourraient être davantage intégrés dans des élastomères polymères - extrêmement flexibles, matériaux étirables - pour obtenir des caoutchoucs conducteurs."

Malgré sa conductivité, La tendance du cuivre à l'oxydation et la faible stabilité mécanique des monolithes d'aérogel de nanofils de cuivre signifient que son potentiel a été largement inexploré.

Les chercheurs ont découvert que l'ajout de traces d'alcool polyvinylique (PVA) à leurs aérogels améliorait considérablement leur résistance mécanique et leur robustesse sans altérer leur conductivité.

Quoi de plus, une fois le PVA inclus, les aérogels pourraient être utilisés pour fabriquer des matériaux en caoutchouc électriquement conducteurs sans avoir besoin de précâblage. Le remodelage était également facile.

"Les caoutchoucs conducteurs pourraient être façonnés en 1D arbitraire, Formes 2D et 3D par simple découpe, tout en maintenant les conductivités, " a déclaré le professeur agrégé Cheng.

La polyvalence s'étend au degré de conductivité. "La conductivité peut être réglée simplement en ajustant la charge des nanofils de cuivre, ", a-t-il déclaré. "Une faible charge de nano-fils serait appropriée pour un capteur de pression alors qu'une charge élevée convient à un conducteur extensible."

Des versions abordables de ces matériaux ouvrent le potentiel d'une utilisation dans une gamme de concepts de nouvelle génération :de la peau prothétique au papier électronique, pour les dispositifs médicaux implantables, et pour les écrans flexibles et les écrans tactiles.

Ils peuvent être utilisés dans des appareils électroniques en caoutchouc qui, contrairement aux appareils électroniques de type papier, peut s'étirer comme se plier. Ils peuvent également être attachés à des surfaces courbes topologiquement complexes, servant de véritables dispositifs de détection ressemblant à la peau, a déclaré le professeur agrégé Cheng.

Dans leur rapport, publié récemment dans ACS Nano , les chercheurs ont noté que les appareils utilisant leurs aérogels à base de cuivre n'étaient pas aussi sensibles que ceux utilisant des nanofils d'or, mais avait bien d'autres avantages, notamment leurs matériaux à faible coût, traitement plus simple et plus abordable, et une grande polyvalence.