Les pièces électroniques flexibles pourraient considérablement améliorer les implants médicaux. Cependant, les atomes d'or électroconducteurs ne se lient pas facilement aux silicones. Des chercheurs de l'Université de Bâle ont maintenant modifié des silicones à chaîne courte pour créer des liaisons fortes avec les atomes d'or. Les résultats ont été publiés dans la revue Matériaux électroniques avancés .

Des électrodes ultra-fines et conformes sont essentielles pour les pièces électroniques flexibles. Dans les implants médicaux, le défi réside dans le choix des matériaux, qui doivent être biocompatibles. Les silicones étaient particulièrement prometteurs pour une application dans le corps humain car ils ressemblent au tissu humain environnant en termes d'élasticité et de résilience. L'or présente également une excellente conductivité électrique mais ne se lie que faiblement au silicone, ce qui se traduit par des structures instables.

Une équipe de recherche interdisciplinaire du Biomaterials Science Center et du Département de chimie de l'Université de Bâle a mis au point une procédure qui permet de lier des atomes d'or uniques aux extrémités des chaînes polymères. Cette procédure permet de former des films d'or bidimensionnels stables et homogènes sur des membranes en silicone. Ainsi, pour la première fois, des couches conductrices ultra-minces sur du caoutchouc de silicone peuvent être construites.

L'approche implique l'évaporation thermique de molécules organiques et d'atomes d'or dans des conditions de vide poussé, résultant en des couches ultra-minces. Deuxièmement, leur formation à partir d'îlots individuels jusqu'à un film confluent peut être surveillée avec une précision atomique au moyen de l'ellipsométrie. Utiliser des masques, les structures sandwich qui en résultent peuvent convertir l'énergie électrique en un travail mécanique similaire aux muscles humains.

Caoutchouc de silicone énergisé

À l'avenir, ces muscles artificiels diélectriques pourraient servir de capteurs de pression et même être utilisés pour récolter l'énergie électrique des mouvements du corps. Dans ce but, les membranes en silicone sont prises en sandwich entre des électrodes. Le silicone relativement mou se déforme alors en fonction de la tension appliquée.

Les membranes en silicone produites dans l'étude avaient plusieurs micromètres d'épaisseur et nécessitaient des tensions élevées pour atteindre la déformation souhaitée. Ces nouvelles membranes en silicone nanométriques avec des électrodes en or ultra-fines permettent un fonctionnement avec des batteries conventionnelles. Pour développer un produit viable, les coûts devraient être considérablement réduits. Cependant, Dr Tino Topper, premier auteur de l'étude, est optimiste :« Le contrôle expérimental parfait pendant le processus de fabrication des structures sandwich minces à l'échelle nanométrique est une base solide pour la stabilité à long terme, une condition préalable clé pour les applications médicales.