TL ; RD : Des chercheurs de l’Université de Chicago ont mis au point un matériau qui peut être fabriqué comme un plastique mais qui présente des propriétés de conductivité électrique couramment associées à un métal.
Les conducteurs métalliques et organiques traditionnels sont constitués de rangées droites et serrées de molécules ou d’atomes. Cela permet aux électrons de circuler à travers le matériau et les rend électriquement conducteurs. Jusqu’à récemment, les scientifiques pensaient qu’un matériau devait avoir cette structure linéaire pour conduire efficacement l’électricité, mais ce n’est apparemment pas le cas.
Jiaze Xie, le premier auteur d’un article décrivant le matériau, a commencé expérimenter avec des matériaux qui ont été découverts il y a des années mais qui ont été largement ignorés par la communauté scientifique. Plus précisément, il a créé des chaînes de molécules composées de soufre, de carbone et d’hydrogène entrecoupées d’atomes de nickel à intervalles réguliers.
À la surprise de pratiquement tout le monde, le matériau résultant s’est avéré être un conducteur électrique puissant. Il était également extrêmement stable, capable de résister sans incident à la chaleur, au froid, à l’air, à l’humidité et même à l’acide.
Dr John Anderson, auteur principal de la recherche, a dit le matériau est une poudre noire qui devient irisée et brillante lorsqu’elle est appliquée sur une surface sous forme de film ou pressée comme Play-Doh. « D’après ce que nous pouvons dire, c’est stable jusqu’à [about] 250 degrés Celsius », a-t-il déclaré, ajoutant que le matériau avait une conductivité similaire à celle du graphite.
Les scientifiques n’ont pas encore une compréhension complète de pourquoi ou comment le matériau est capable de conduire l’électricité. Contrairement aux rangées droites et serrées qui permettent aux conducteurs conventionnels de fonctionner, la structure moléculaire de ce matériau est désordonnée – comme une pile désordonnée de cartes à jouer.
Pour autant qu’ils puissent le dire, le matériau semble ressembler à des lasagnes avec des feuilles ou des couches. Même s’ils tournent latéralement et ne ressemblent plus à une pile nette, les électrons peuvent toujours passer tant que les pièces disjointes se chevauchent et se touchent.
Le matériau pourrait être une aubaine pour les appareils médicaux portables et, comme il peut résister à la chaleur, à l’humidité, à l’acide et à l’alcalinité, il pourrait ouvrir la voie à une toute nouvelle gamme d’électronique durable. Il est également flexible, car il peut facilement être pulvérisé ou peint sur des surfaces, ou mis en place comme du mastic, et ne serait pas limité par la chaleur pendant la fabrication.
La technologie pourrait également conduire à des tatouages électroniques plus pratiques. Des exemples antérieurs, comme ce tatouage électronique temporaire ultra fin, permettent à l’utilisateur de contrôler des appareils comme les smartphones simplement en touchant sa peau.
L’équipe pense qu’elle vient de commencer à gratter la surface de ce qui est possible avec le matériau. Xie a déclaré qu’ils pensaient pouvoir le rendre 2D ou 3D, ou peut-être même créer une version poreuse. En ajoutant différents éditeurs de liens ou nœuds, ils pourraient même être en mesure d’intégrer des fonctionnalités supplémentaires.
« En principe, cela ouvre la conception d’une toute nouvelle classe de matériaux conducteurs d’électricité, faciles à façonner et très robustes dans les conditions quotidiennes », a déclaré Anderson.
Les recherches de l’équipe ont été publiées dans la revue La nature. Malheureusement, on ne sait pas encore quand les premières applications commerciales pourraient arriver sur le marché.
