Des chercheurs australiens ont développé une version de taille moléculaire plus efficace d'un capteur électronique largement utilisé, dans le cadre d'une percée qui pourrait apporter de nombreux avantages.

Les piézorésistances sont couramment utilisées pour détecter les vibrations dans les appareils électroniques et les automobiles, comme dans les téléphones intelligents pour compter les pas et pour le déploiement des airbags dans les voitures. Ils sont également utilisés dans les dispositifs médicaux tels que les capteurs de pression implantables, ainsi que dans l'aviation et les voyages spatiaux.

Dans le cadre d'une initiative nationale, des chercheurs dirigés par le Dr Nadim Darwish de l'Université Curtin, le professeur Jeffrey Reimers de l'Université de technologie de Sydney, le professeur agrégé Daniel Kosov de l'Université James Cook et le Dr Thomas Fallon de l'Université de Newcastle ont développé une piézorésistance. c'est environ 500 000 fois plus petit que la largeur d'un cheveu humain.

Publié dans Communications Nature , le document de recherche s'intitule "Contrôle de la piézorésistance dans des molécules uniques grâce à l'isomérisation des bullvalènes."

Le Dr Darwish a déclaré qu'ils avaient développé un type plus sensible et miniaturisé de ce composant électronique clé, qui transforme la force ou la pression en signal électrique et est utilisé dans de nombreuses applications quotidiennes.

"En raison de sa taille et de sa nature chimique, ce nouveau type de piézorésistance ouvrira un tout nouveau domaine d'opportunités pour les capteurs chimiques et biocapteurs, les interfaces homme-machine et les dispositifs de surveillance de la santé", a déclaré le Dr Darwish.

"Comme ils sont basés sur des molécules, nos nouveaux capteurs peuvent être utilisés pour détecter d'autres produits chimiques ou biomolécules comme des protéines et des enzymes, ce qui pourrait changer la donne pour la détection de maladies."

Le Dr Fallon a déclaré que la nouvelle piézorésistance était fabriquée à partir d'une seule molécule de bullvalène qui, lorsqu'elle est soumise à une contrainte mécanique, réagit pour former une nouvelle molécule de forme différente, modifiant le flux électrique en changeant la résistance.

"Les différentes formes chimiques sont connues sous le nom d'isomères, et c'est la première fois que des réactions entre elles sont utilisées pour développer des piézorésistances", a déclaré le Dr Fallon.

"Nous avons pu modéliser la série complexe de réactions qui ont lieu, en comprenant comment des molécules uniques peuvent réagir et se transformer en temps réel."

Le professeur Reimers a expliqué que l'importance de ce phénomène réside dans la capacité de détecter électriquement le changement de forme d'une molécule en réaction, dans un sens et dans l'autre, environ une fois par milliseconde.

"Détecter les formes moléculaires à partir de leur conductance électrique est un tout nouveau concept de détection chimique", a déclaré le professeur Reimers.

Le professeur agrégé Kosov a déclaré que comprendre la relation entre la forme moléculaire et la conductivité permettra de déterminer les propriétés de base des jonctions entre les molécules et les conducteurs métalliques qui y sont attachés.

"Cette nouvelle capacité est essentielle au développement futur de tous les dispositifs électroniques moléculaires", a déclaré le professeur agrégé Kosov.

Plus d'informations : Jeffrey R. Reimers et al, Contrôle de la piézorésistance dans des molécules uniques grâce à l'isomérisation des bullvalènes, Nature Communications (2023). DOI :10.1038/s41467-023-41674-z

Informations sur le journal : Communications naturelles

Fourni par l'Université Curtin