La vitesse de l'innovation dans le domaine de la bioélectronique et des capteurs critiques prend un nouvel élan avec le dévoilement d'une technique simple et permettant de gagner du temps pour le prototypage rapide de dispositifs.
Une équipe de recherche du KTH Royal Institute of Technology et de l’Université de Stockholm a découvert un moyen simple de fabriquer des transistors électrochimiques à l’aide d’une micro-imprimante 3D Nanoscribe standard. Sans environnement de salle blanche, sans solvants ni produits chimiques, les chercheurs ont démontré que les micro-imprimantes 3D pouvaient être piratées pour imprimer au laser et créer des micromotifs sur des polymères semi-conducteurs, conducteurs et isolants.
Anna Herland, professeur en micro et nanosystèmes au KTH, affirme que l'impression de ces polymères est une étape clé dans le prototypage de nouveaux types de transistors électrochimiques pour les implants médicaux, l'électronique portable et les biocapteurs.
Cette technique pourrait remplacer les processus fastidieux qui nécessitent un environnement de salle blanche coûteux. Cela n'impliquerait pas non plus des solvants et des bains de révélateur qui ont un impact négatif sur l'environnement, déclare la co-auteure de l'étude, Erica Zeglio, chercheuse à Digital Futures, un centre de recherche géré conjointement par l'Institut royal de technologie KTH et l'Université de Stockholm.
"Les méthodes actuelles reposent sur des pratiques de salle blanche coûteuses et non durables", explique Zeglio. "Ce n'est pas le cas de la méthode que nous proposons ici."
Les polymères sont des composants essentiels de nombreux dispositifs bioélectroniques et électroniques flexibles. Les applications sont diverses, notamment la surveillance des tissus et cellules vivants et le diagnostic de maladies lors de tests sur le lieu d'intervention.
"Le prototypage rapide de ces appareils prend du temps et coûte cher", explique Herland. "Cela entrave l'adoption généralisée des technologies bioélectroniques."
Utilisant des impulsions laser ultrarapides, la nouvelle méthode crée des possibilités de prototypage et de mise à l'échelle rapides de dispositifs à micro-échelle pour la bioélectronique, explique le co-auteur et professeur Frank Niklaus du KTH. La méthode pourrait également être utilisée pour la structuration d’autres dispositifs électroniques logiciels, dit-il. L'équipe a appliqué la nouvelle méthode pour fabriquer des inverseurs complémentaires et des capteurs de glucose enzymatiques.
Herland affirme que cette méthode pourrait faire progresser la recherche sur les dispositifs bioélectroniques et réduire considérablement les délais de mise sur le marché.
"Cela crée également la possibilité de remplacer certains des composants actuels par des alternatives moins chères et plus durables", dit-elle.
Les chercheurs ont publié leurs résultats dans la revue Advanced Science.
Plus d'informations : Alessandro Enrico et al, Microstructuration laser directe sans salle blanche de polymères pour transistors électrochimiques organiques dans des circuits logiques et des biocapteurs de glucose, Science avancée (2024). DOI : 10.1002/advs.202307042
Fourni par le KTH Royal Institute of Technology
