micropuces imprimées et des capteurs portables
De nouvelles recherches menées par des physiciens de l'université du Sussex feront "progresser de manière significative" le nouveau domaine technologique de l'électronique liquide, en améliorant la fonctionnalité et la durabilité des applications potentielles dans l'électronique imprimée, les moniteurs de santé portables et même les batteries.
Dans leur article de recherche publié dans ACS Nano, les scientifiques du Sussex se sont appuyés sur leurs travaux antérieurs pour envelopper des gouttelettes d'émulsion de graphène et d'autres matériaux 2D en réduisant les revêtements à des couches de nanofeuillets atomiquement minces. Ce faisant, ils ont pu créer des émulsions liquides conductrices d'électricité qui constituent les réseaux de graphène les moins chargés jamais signalés - seulement 0,001 % en volume.
Cela signifie que la technologie électronique liquide qui suivra - qu'il s'agisse de capteurs de contrainte pour surveiller les performances physiques et la santé, de dispositifs électroniques imprimés à partir de gouttelettes d'émulsion, voire de batteries de véhicules électriques potentiellement plus efficaces et plus durables - sera à la fois moins chère et plus durable, car elle nécessitera moins de graphène ou d'autres nanoparticules 2D pour recouvrir les gouttelettes.
Autre avancée significative, les scientifiques peuvent désormais créer ces réseaux de gouttelettes électroniques en utilisant n'importe quel liquide - alors que les recherches précédentes se concentraient sur les huiles et l'eau conventionnelles - car ils ont découvert comment contrôler les gouttelettes liquides qui sont enveloppées de graphène, ce qui signifie qu'ils peuvent concevoir les émulsions spécifiquement pour l'application souhaitée.
Sean Ogilvie, chercheur en physique des matériaux à l'école des sciences mathématiques et physiques de l'université du Sussex et auteur principal de l'article, explique les fondements scientifiques de cette découverte : Sean Ogilvie explique la science à l'origine du développement : "Le potentiel des matériaux 2D, tels que le graphène, réside dans leurs propriétés électroniques et leur facilité de traitement ; nous avons mis au point un processus permettant d'exploiter la surface de nos dispersions de nanofeuillets pour stabiliser les gouttelettes d'émulsion avec des revêtements ultrafins.
"L'accordabilité de ces émulsions nous permet d'enrouler des matériaux 2D autour de n'importe quelles gouttelettes de liquide pour exploiter leurs propriétés électroniques. Cela inclut les encres en émulsion, dans lesquelles nous avons découvert que les gouttelettes peuvent être déposées sans l'effet "coffee ring" qui empêche l'impression d'encres fonctionnelles conventionnelles, ce qui pourrait permettre la réalisation de films à gouttelettes uniques pour les transistors imprimés et autres dispositifs électroniques.
"Un autre développement passionnant pour notre groupe de recherche est que nous pouvons désormais concevoir et contrôler nos émulsions en vue d'applications spécifiques, comme l'enveloppement de polymères souples tels que le silicone pour des capteurs de contrainte portables qui présentent une sensibilité accrue à faible charge de graphène, et nous étudions également l'assemblage en émulsion de matériaux d'électrode de batterie pour améliorer la robustesse de ces dispositifs de stockage d'énergie."
Alan Dalton, professeur de physique expérimentale à l'université du Sussex, qui s'est inspiré de la fabrication d'une vinaigrette pour explorer le potentiel de l'ajout de graphène aux émulsions liquides, explique pourquoi ce développement est passionnant : "En ramenant les revêtements de graphène des gouttelettes liquides à des couches atomiquement fines et en ouvrant largement le potentiel d'applications dans le monde réel en étant capable de le faire avec n'importe quelle matière liquide, ce développement de la recherche fera progresser de manière significative le domaine émergent et scientifiquement passionnant de l'électronique liquide."
Plus d'informations : https://www.sciencedaily.com/releases/2022/02/220215113414.htm
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