Quand l'électronique devient molle

Dans les laboratoires, des chercheurs se plient en quatre pour rendre l’informatique plus flexible… au sens propre du terme ! Les scientifiques travaillent à assouplir le constituant principal des entrailles de n’importe
quel ordinateur : son circuit électronique, et plus précisément ses composants (les transistors) et ses interconnexions (les circuits imprimés).Les circuits électroniques, déjà de véritables concentrés de technologie, font depuis longtemps l’objet d’une course à la miniaturisation. Ainsi, les transistors de dernière génération ne mesurent plus que quelques dizaines de
nanomètres (millionièmes de millimètre), contre plusieurs centaines il y a dix ans. Et pour fabriquer ces composants miniatures, certains laboratoires de recherches remplacent désormais le traditionnel silicium par des polymères, autrement dit du
plastique… On parle alors de transistors organiques. Naturellement, les nouvelles matières employées par les chercheurs bouleversent également les procédés de fabrication. Les circuits électroniques ne sont plus gravés sur des plaques de
silicium, mais tout simplement imprimés sur des feuilles de plastique ou, plus étonnant encore, tissés ! Voilà justement ce qui confère à ces circuits électroniques du futur une propriété extraordinaire : ils peuvent être roulés, tordus,
pliés, étirés… tout en continuant de fonctionner normalement. Demain, l’ordinateur portable se portera-t-il comme un vêtement ? Peut-être…

Déjà des prototypes d’écrans souples

En attendant, des industriels rivalisent d’imagination pour trouver d’autres applications à ces nouvelles technologies. Certains en ont même fait leur c?”ur de métier. Comme l’Anglais Plastic Logic, qui mise sur l’écran en
‘ plastique mou ‘ pour remplacer, un jour, notre bon vieux journal en papier. De son côté, le géant japonais Sony, qui entend aussi prendre une longueur d’avance dans ce domaine, a présenté au mois de
mai, un prototype d’écran souple de 6,35 centimètres de diagonale. Cet écran, d’un poids de 1,5 gramme à peine et d’une épaisseur de 0,3 millimètre, peut restituer plus de 16 millions de nuances colorées, avec une résolution de 80 points par pouce,
comparable à celle de n’importe quel écran informatique actuel ! Comme quoi, on peut être ramolli sans être diminué…

Electronique tissée

A l’Université de Linköping, en Suède, des chercheurs ont eu une idée pour le moins originale : transformer du tissu en circuit électronique ! Pour réaliser un tel exploit, ils ont enduit les fils d’une toile de nylon
d’un polymère conducteur, puis déposé de l’électrolyte polymère liquide à l’intersection de deux fils ; cet électrolyte, séché et durci, jouant le rôle de raccord électrique. Les scientifiques ont ensuite fait circuler du courant dans l’un des
fils : le raccord, agissant alors comme un véritable transistor, a permis au courant électrique de traverser le second fil. En agençant plusieurs raccords sur un tissu selon des modèles particuliers, les chercheurs ont ainsi réussi à fabriquer
deux types de circuits couramment utilisés dans l’industrie électronique : un inverseur et un multiplexeur. Mais ce n’est là qu’un début, qui laisse présager l’avènement, dans quelques années, de tissus électroniques. Et si les fils et les
transistors résistent à l’eau, il reste néanmoins, selon le chimiste Olle Inganäs, une incertitude… quant à la possibilité de les laver à la machine !

Transistors flexibles

A Los Angeles, des chercheurs de l’Université de Californie ont mis au point une méthode permettant d’imprimer des circuits électroniques sur des matières souples. Des circuits qui fonctionnent même pliés ! La démonstration a
été réalisée sur un film plastique. Les scientifiques ont placé des électrodes dessus. Ils ont ensuite fabriqué une empreinte en polymère (polydimethylsiloxane) du circuit à réaliser – une sorte de tampon -, qu’ils ont enduite d’un agent chimique
cristallisant, de l’octadecyltriethoxysilane (OTS). Ils ont alors pressé cette empreinte sur le film plastique, entre les électrodes. Puis ils ont insufflé, entre le film plastique et l’empreinte, un matériau organique, sous forme de vapeur, qui
s’est instantanément cristallisé au contact de l’OTS, prenant la forme de l’empreinte, et reliant les électrodes entre elles. Le circuit ainsi formé est composé de transistors constitués, chacun, d’une seule molécule organique, ce qui leur confère
une propriété remarquable : ils peuvent être tordus et pliés sans casser, donc sans s’arrêter de fonctionner !

Circuits étirables

Au laboratoire national Argonne, aux Etats-Unis, Yugang Sun et son équipe ont mis au point un circuit électronique doté d’une propriété atypique : il est étirable ! Une propriété particulièrement recherchée en
électronique médicale, pour fabriquer des capteurs ou des muscles artificiels. Comment les scientifiques ont-ils procédé ? Ils sont partis d’un ruban de silicone recouvert de bandes parallèles d’un semi-conducteur, l’arséniure de Gallium
(GaAs). Dessus, ils ont déposé un film, préalablement étiré, d’un polymère, le polydimethylsiloxane. En reprenant sa forme originelle, ce polymère entraîne avec lui les bandes de GaAs, les forçant à adopter une forme en accordéon. En retournant le
ruban, puis en supprimant la couche de silicone, les chercheurs ont fait réapparaître les ondulations des bandes de GaAs à la surface du ruban, les sommets de ces ‘ vagues ‘ constituant les points de
contact du circuit électronique ?” extensible ?” ainsi obtenu.

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Jean-Marie Portal