Des chercheurs de l'EPFL ont développé des pistes conductrices qui peuvent être pliées et étirées jusqu'à quatre fois leur longueur d'origine. Ils pourraient être utilisés dans la peau artificielle, vêtements connectés et capteurs sur le corps.
Les pistes conductrices sont généralement imprimées en dur sur une planche. Mais ceux récemment développés à l'EPFL sont tout à fait différents :ils sont presque aussi flexibles que le caoutchouc et peuvent être étirés jusqu'à quatre fois leur longueur d'origine et dans toutes les directions. Et ils peuvent être étirés un million de fois sans se fissurer ni interrompre leur conductivité. L'invention est décrite dans un article publié aujourd'hui dans la revue Matériaux avancés .
À la fois solide et flexible, ce nouveau film métallique et partiellement liquide offre un large éventail d'applications possibles. Il pourrait être utilisé pour fabriquer des circuits qui peuvent être tordus et étirés - idéal pour la peau artificielle sur les prothèses ou les machines robotiques. Il pourrait également être intégré au tissu et utilisé dans les vêtements connectés. Et parce qu'il suit la forme et les mouvements du corps humain, il pourrait être utilisé pour des capteurs conçus pour surveiller des fonctions biologiques particulières.
"On peut imaginer toutes sortes d'utilisations, sous des formes complexes, en mouvement ou qui changent avec le temps, " a déclaré Hadrien Michaud, doctorant au Laboratoire des Interfaces Bioélectroniques Souples (LSBI) et l'un des auteurs de l'étude.
Des recherches approfondies ont été consacrées au développement d'un circuit électronique élastique. C'est un vrai défi, car les composants traditionnellement utilisés pour faire des circuits sont rigides. L'application de métal liquide sur un film mince dans des supports polymères aux propriétés élastiques apparaît naturellement comme une approche prometteuse.
Mince et fiable
En raison de la tension superficielle élevée de certains de ces métaux liquides, les expériences menées jusqu'à présent n'ont produit que des structures relativement épaisses. « En utilisant les méthodes de dépôt et de structuration que nous avons développées, il est possible de faire des pistes très étroites – plusieurs centièmes de nanomètre d'épaisseur – et très fiables, " dit Stéphanie Lacour, titulaire de la chaire de la Fondation Bertarelli en technologie neuroprothétique et qui dirige le laboratoire.
Outre leur technique de fabrication unique, le secret des chercheurs réside dans le choix des ingrédients, un alliage d'or et de gallium. "Non seulement le gallium possède de bonnes propriétés électriques, mais il a aussi un point de fusion bas, vers 30o, " dit Arthur Hirsch, doctorant au LSBI et co-auteur de l'étude. "Alors ça fond dans ta main, et, grâce au procédé dit de surfusion, il reste liquide à température ambiante, encore plus bas." La couche d'or assure l'homogénéité du gallium, l'empêchant de se séparer en gouttelettes au contact du polymère, ce qui ruinerait sa conductivité.
