Images SEM (Scanning Electron Microscopy : Microscopie électronique par balayage) de LMPNet (Liquid Metal Particules Network) et de leurs déformations sous étirement. (A) Images SEM du LMPNet formé par l’onde acoustique. Les blocs blancs indiquent les LMPnano nouvellement synthétisés entre les LMP de grande taille (2~3 µm). (B) Images SEM de LMPNet étiré à 100%. Les LMP de grande taille sont déformés par la déformation et les LMPnano nouvellement synthétisés sont intacts, de sorte que le chemin de percolation du LMPNet est maintenu. Crédit : Science (2022). DOI : 10.1126/science.abo6631

Une équipe de chercheurs du Korea Advanced Institute of Science and Technology, travaillant avec un collègue de l’Institute for Basic Science, tous deux en République de Corée du Sud, a trouvé un moyen facile de créer un réseau électronique à l’intérieur d’un polymère. Ils ont utilisé un champ acoustique pour connecter des points de métal liquide.

Dans leur article publié dans la revue Science, le groupe décrit leur technique et ses utilisations possibles. Ruirui Qiao et Shi-Yang Tang, respectivement de l’université du Queensland en Australie et de l’université de Birmingham au Royaume-Uni, ont publié dans la même revue un article intitulé « Perspectives » qui décrit les travaux de l’équipe.

Avec la généralisation des appareils portables, les consommateurs ont exigé une plus grande facilité d’utilisation. L’une de ces demandes est que les appareils soient pliables et/ou étirables. On pense qu’un tel changement leur permettrait de se glisser plus facilement et plus naturellement dans les poches ou les sacs à main – et qu’ils pourraient également être plus confortables dans les mains.

Crédit : Wonbeom Lee et al, Science (2022). DOI : 10.1126/science.abo6631

Mais il est difficile de faire plier ou étirer les appareils électroniques, car les circuits qu’ils contiennent doivent également se plier ou s’étirer. C’est un défi car les matériaux pliables ne sont généralement pas très bons pour conduire l’électricité. Pour résoudre ce problème, les chercheurs se sont tournés vers les métaux liquides.

Mais cela a également posé des problèmes. Ces métaux réagissent généralement avec l’oxygène, ce qui entraîne la formation d’une peau d’oxyde, qui n’est pas conductrice. Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont trouvé un moyen de contourner ce problème en utilisant un champ acoustique pour créer un pont entre des gouttes de métal liquide, qu’ils ont ensuite noyées dans un polymère.

Pour créer un réseau électronique à l’aide de leur technique, les chercheurs ont imprimé des gouttes de métal liquide à base de gallium sur une surface tout en appliquant un champ acoustique. Les vibrations du champ ont entraîné la formation de mini-gouttes formant un pont entre les gouttes plus grosses, ce qui a permis la formation d’un réseau conducteur – et donc la construction d’un circuit. Après la formation de la peau d’oxyde, le réseau métallique liquide a été intégré à l’intérieur d’un polymère pliable/étirable.

Le résultat est un circuit qui peut être à la fois plié et étiré. Les tests ont montré que sous l’effet de la tension, les perles individuelles de métal liquide s’étiraient en forme ovale, permettant au circuit de continuer à conduire l’électricité.

https://dx.doi.org/10.1126/science.abo6631

https://dx.doi.org/10.1126/science.ade1813