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Électronique imprimable
La prochaine fois que vous passerez votre commande de café, imaginez coller un autocollant de détection de température sur votre tasse à emporter. Un jour, l'estampage de haute technologie qui produit un tel autocollant pourrait également nous apporter un emballage alimentaire qui affiche un compte à rebours numérique pour avertir de la détérioration des produits, ou même une vitre qui montre les prévisions du jour, basées sur des mesures des conditions météorologiques à l'extérieur.
Les ingénieurs du MIT ont inventé un processus d'estampage rapide et précis qui pourrait faire de ces surfaces électroniques une réalité peu coûteuse. Dans un article publié dans S cience Advances , les chercheurs rapportent avoir fabriqué un tampon à base de nanotubes de carbone capable d'imprimer des encres électroniques sur des surfaces rigides et flexibles.
A. John Hart, professeur agrégé de technologie contemporaine et de génie mécanique, affirme que le processus d'estampage de l'équipe devrait permettre d'imprimer des transistors suffisamment petits pour contrôler les pixels individuels des écrans haute résolution et des écrans tactiles. Il peut également offrir un moyen relativement bon marché et rapide de fabriquer des surfaces électroniques.
Il y a un énorme besoin d'impression d'appareils électroniques qui sont extrêmement peu coûteux mais qui fournissent des calculs simples et des fonctions interactives, dit Hart. Il ajoute que le processus d'impression nouvellement développé par le groupe est une technologie habilitante pour l'électronique haute performance entièrement imprimée, y compris les transistors, les surfaces optiquement fonctionnelles et les capteurs omniprésents.
Pour imprimer avec précision l'électronique, Hart et son équipe ont conçu des tampons nanoporeux. Plus spongieux que le caoutchouc et de la taille d'un ongle, ils ont des motifs bien plus petits que la largeur d'un cheveu humain.
Pour créer des tampons aussi détaillés, l'équipe a utilisé des nanotubes de carbone, des feuilles microscopiques solides d'atomes de carbone disposées en cylindres. Les chercheurs ont utilisé les techniques précédemment développées par le groupe pour faire croître les nanotubes sur une surface de silicium selon des motifs soigneusement contrôlés, y compris des hexagones en forme de nid d'abeilles et des motifs en forme de fleur. Ensuite, ils ont infusé le tampon avec un petit volume d'encre électronique contenant des nanoparticules semi-conductrices telles que de l'argent, de l'oxyde de zinc ou des points quantiques.
Les chercheurs ont construit une machine d'impression avec une bobine motorisée, autour de laquelle des substrats flexibles peuvent être enroulés. Ils ont fixé chaque tampon sur une plate-forme montée sur ressort pour contrôler la force utilisée pour presser les tampons sur le substrat lorsque la bobine tourne sur la plate-forme.
Les tests ont révélé que les motifs imprimés avaient une conductivité électrique suffisante pour servir, par exemple, d'électrodes transparentes hautes performances. Hart et son équipe prévoient maintenant d'explorer la possibilité de l'électronique imprimée.