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Le verre flexible pourrait ramener le téléphone à clapet
Imaginez un téléphone à clapet qui tient dans votre poche mais qui s'ouvre pour révéler un écran de la taille d'une tablette. Les verriers fabriquent déjà du verre pliable plus fin qu'un cheveu humain, et ils disent que le verre pliable est à nos portes.
verrier allemand Schott fabrique maintenant en masse du verre ultra fin, solide et lisse. L'électronique peut y être fabriquée et elle se plie comme du plastique. Le premier produit grand public à utiliser le nouveau verre de Schott est le capteur d'empreintes digitales sur un smartphone fabriqué par LeTV, une grande société de streaming vidéo en Chine. Les représentants de l'entreprise espèrent que cette application et d'autres applications de niche permettront au nouveau matériau de s'implanter pendant que les designers industriels joueront avec.
Schott est la première entreprise à fabriquer du verre ultrafin pouvant être renforcé chimiquement par échange d'ions.
Rüdiger Sprengard , directeur du développement commercial pour le verre ultrafin chez Schott à Mayence, en Allemagne, affirme que l'entreprise peut désormais fabriquer en continu du verre flexible en feuilles de plusieurs kilomètres de long. Sprengard a récemment apporté des démos à montrer dans une chambre d'hôtel à San Francisco. Il m'a montré une bobine de verre d'un demi-mètre de large et d'un demi-kilomètre de long, qui ressemble à un gros rouleau de cellophane. Une machine plie en continu un plus petit morceau de verre jusqu'à un rayon de neuf millimètres. Il ne se plie pas encore, mais Sprengard dit qu'ils y travaillent et espèrent l'avoir dans quelques années.
Après m'avoir donné des gants et des lunettes, Sprengard me tend une feuille qui a à peu près la taille d'une feuille de papier de bureau, mais plus fine et plus rigide. Le papier a une épaisseur d'environ 100 micromètres ; cette feuille est de 70 micromètres. Alors que je le fais tourner dans mes mains, le traitant comme un morceau de plastique, l'un des représentants de l'entreprise recule. C'est toujours du verre, après tout, et elle ne porte aucune protection oculaire. Lorsqu'ils ont commencé à expérimenter la fabrication de verre aussi fin, il se cassait beaucoup plus facilement, explique Sprengard. Il y a environ deux ans, vous n'auriez pas pu le gérer comme ça, dit-il.
Cette fragilité est la raison pour laquelle la production de masse de verre flexible a été si difficile. Pour que cela fonctionne, Schott a dû développer de nouvelles méthodes qui s'appuyaient sur celles déjà utilisées pour fabriquer du verre ultrarésistant comme le Gorilla Glass de Corning, que l'on trouve à la surface de nombreux smartphones. Gorilla Glass et d'autres produits fabriqués par les deux sociétés sont renforcés par un processus appelé échange d'ions.
Les chercheurs de Corning fabriquent chaque jour 40 à 50 nouvelles formulations expérimentales de verre.
Pour rendre le verre de plus en plus fin et donc plus souple, les verriers doivent trouver comment le renforcer. Schott est la première entreprise à fabriquer du verre ultrafin pouvant être renforcé chimiquement par échange d'ions, ce qui était un défi, explique Eric Urruti, vice-président de la R&D chez Schott North America en Pennsylvanie. Le verre est étiré d'un énorme réservoir en fusion en feuilles et passe à travers des rouleaux. Il est ensuite passé dans un bain de potassium fondu. Les ions sodium plus petits quittent le verre et sont remplacés par des ions potassium plus gros, créant une compression dans le verre lui-même.
Plus le verre est pressé, plus il devient solide. Il est difficile de contrôler ce processus de compression dans un verre de plus en plus mince - il y a simplement moins de matériau avec lequel travailler. L'entreprise fabrique actuellement du verre aussi fin que 20 micromètres. Maintenir une épaisseur continue sur plusieurs kilomètres est également un défi. Et tous les petits défauts doivent être lissés, sinon c'est là que l'écran de votre téléphone se brisera.
À mesure que le verre s'amincit, les défis changent, explique Scott Forester, directeur de Gorilla Glass Innovations chez Corning, dont le siège est à New York. Corning développe également du verre ultra-fin et vend un produit de 100 micromètres d'épaisseur. À mesure que le verre de protection (le type que l'on trouve à la surface des téléphones) s'amincit, il est plus vulnérable à la perforation. Mais par rapport au plastique, la résistance à la perforation du verre sera toujours supérieure, dit-il.
L'électronique flexible fait déjà des progrès, mais pas d'une manière évidente pour les consommateurs. Aujourd'hui, les écrans flexibles sont utilisés dans des appareils comme le Galaxy Edge, un téléphone avec un écran rigide qui se courbe sur les côtés. L'écran OLED du téléphone est fabriqué en plastique et laminé sur une lamelle en verre Corning Gorilla. Si ce verre de couverture était flexible - et avec d'autres changements - l'appareil lui-même pourrait être flexible. Le verre de couverture est aujourd'hui 10 fois plus épais - généralement environ 550 micromètres (un demi-millimètre) - que le verre montré par Schott.
Forester affirme que les pièces sont en place pour une électronique grand public plus flexible. Le verre est prêt et les circuits souples sont presque prêts. Maintenant, ils attendent les concepteurs et les consommateurs. Il doit y avoir un facteur de forme qui ajoute de la valeur pour les gens, dit-il.
Pour l'instant, on ne sait pas ce que ce sera. Mais Corning travaille également sur du verre qui le permettra. Étant donné que l'échange d'ions devient plus difficile dans les matériaux plus minces, la société envisage de modifier la matrice sous-jacente du verre lui-même, un changement plus fondamental du matériau. Les humains utilisent le verre depuis l'âge de pierre, mais il y a encore beaucoup plus de chimie à explorer, dit Forester. Nos scientifiques testent 30 ou 40 nouveaux verres chaque jour, dit-il.