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Des transistors en coton intégrés à des vêtements

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Grâce aux nanotechnologies, on peut rendre conductrices des fibres de coton et même en faire des transistors. Cette électronique organique devrait permettre dans un premier temps, par exemple, de fabriquer des vêtements fonctionnant comme des capteurs.

Une preuve que le coton est devenu conducteur : il alimente une Led qui s'éclaire. © Textiles Nanotechnology Laboratory at Cornell University

Le coton est normalement un isolant. Mais lorsqu'on recouvre ses fibres par des nanoparticules d'or avec un polymère conducteur en Pedot (un polymère conducteur de type p constitué de monomères 3,4-éthylènedioxythiophène ou Edot)... tout change ! La conductivité de fibre de coton est multipliée par mille environ et, tout en devenant légèrement plus résistante, elle devient aussi plus élastique.

Cette prouesse vient d'être réalisée par des chercheurs français, italiens et américains, notamment des membres du Textiles Nanotechnology Laboratory de l'université Cornell, célèbre université, pas seulement parce que Carl Sagan et Richard Feynman y ont enseigné. Avec cette nouvelle fibre en coton, les physiciens et les chimistes disposent d'une nouvelle voie pour développer une électronique moléculaire. Les résultats de leur travaux sont exposés dans un article intitulé Organic electronics on natural cotton fibres. Les chercheurs ne sont pas seulement parvenus à rendre des fibres de coton conductrices, ils en ont fait des semi-conducteurs.

Des fibres de coton ont été recouvertes de nanoparticules d'or avec un polymère conducteur en Pedot pour multiplier leur conductivité par mille. © Desirade, Flickr CC by sa 2.0

Des tissus transistorisés fonctionnant comme des capteurs

Pour cela, le revêtement en polymère doit être différent. Le Pedot doit être dopé avec du polystyrène-sulfonate de sodium ou (en abrégé PSS). On l'utilise, en autres, pour fabriquer les membranes d'échange de protons dans les piles à combustible. Trempées dans l'éthylène glycol, les fibres deviennent imperméables et les chercheurs ont pu fabriquer un transistor électrochimique.

Par un procédé similaire, mais avec deux couches de polymères supplémentaires dont l'une est un diélectrique et l'autre un semi-conducteur en pentacène, les chercheurs ont même réussi à fabriquer un transistor à effet de champ.

Toutefois, le transport des électrons étant plus lent que dans un transistor en silicium, les chercheurs pensent que les premières applications seront des capteurs intégrés aux fibres d'un vêtement plutôt que des ordinateurs. Un tel vêtement pourra, par exemple, mettre en garde contre la présence dans l'atmosphère de substances chimiques dangereuses ou d'allergènes.