Pour limiter l’impact environnemental des systèmes électroniques à base de silicium - ici, une série de micropuces -, les chercheurs imaginent des dispositifs biodégradables. © Tambako The Jaguar, Flickr, CC by-nd 2.0

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Les écrans du futur seront biodégradables

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L'électronique repose essentiellement sur les propriétés semi-conductrices du silicium. Mais à l'heure de l'électronique jetable, ce matériau, très stable, pourrait rapidement devenir encombrant. Pour le remplacer, les chercheurs travaillent sur une électronique biodégradable à base de matériaux organiques et, désormais, suite aux résultats obtenus par des physiciens américains, à l'intégration de peptides en plein cœur des écrans.

Selon l'université des Nations unies, le poids des déchets électroniques et électriques n'en finit plus de battre des records. En 2014, près de 42 millions de tonnes de e-déchets se sont ainsi retrouvés dans nos poubelles. Et le cap des 50 millions de tonnes devrait être franchi en 2018. Les Américains à eux seuls jetteraient plus de 150 millions de téléphones mobiles par an. L'ennui, c'est que ces déchets contiennent, entre autres, des produits polluants et des métaux lourds qui peuvent avoir des effets néfastes, tant sur l'environnement que sur la santé. Pour réduire le volume de ces déchets, des chercheurs de l'université du Missouri (États-Unis) proposent de développer des écrans à base de composants organiques pour rendre l'électronique jetable et biodégradable.

Une idée déjà développée par de nombreuses autres équipes de recherche, un peu partout dans le monde. Une nouvelle génération de composants électroniques, capables de s'autodégrader relativement rapidement, pourrait donc bientôt faire son apparition. Ainsi, il y a quelques mois, des ingénieurs américains ont conçu des puces électroniques biodégradables à base de cellulose. D'autres ont développé une puce biocompatible en remplaçant le cuivre et l'argent, habituellement employés dans les circuits électroniques, par du magnésium, également conducteur, mieux accepté par les organismes vivants et réactif à l'eau. Le silicium a été mis en œuvre sous la forme de membranes très fines, susceptibles de se dissoudre rapidement tout en conservant leurs propriétés semi-conductrices.

Des chercheurs de l'université du Missouri ont mis au point un nanocomposite émettant de la lumière bleue. Il pourrait servir de brique de base à la conception d’une nouvelle génération d’écrans fonctionnant à partir d’une électronique biodégradable. © patrick janicek, Flickr, CC by 2.0

Des matériaux à base de polymères et de peptides

Dans un article paru dans les colonnes de Advanced Materials Interfaces, les physiciens de l'université du Missouri annoncent cette fois avoir mis au point la toute première couche active biodégradable. Cette nouvelle génération de matériaux hybrides, développée à partir de structures organiques, pourrait être utilisée pour la conception des écrans d'appareils portables du futur. « Sur la base de cette première étape, nous devrions, en principe, réussir à accéder à une biodégradabilité complète », assure Suchismita Guha, professeur au département de physique et d'astronomie de l'université du Missouri.

Les structures organiques dont il est question ici ne sont autres que des peptides, c'est-à-dire des courtes chaînes d'acides aminés. À base de phénylalanine, les peptides synthétisés par les auteurs de l'étude sont capables de s'autoassembler en nanostructures et en nanotubes. En combinant des semi-conducteurs organiques de la famille des polyfluorènes avec ces nanostructures, les chercheurs américains ont obtenu un nanocomposite qui émet de la lumière bleue. Une lumière bleue utile à la conception de diodes électroluminescentes et qui pourrait servir, plus tard, à l'élaboration d'écrans. « Cependant, pour développer un véritable écran biodégradable, nous allons devoir démontrer la même efficacité avec des polymères émettant dans le rouge et dans le vert », reconnaît le professeur Suchismita Guha.

Les chercheurs de l'université du Missouri ont également découvert que l'utilisation de nanostructures peptidiques permettait de réduire la quantité de polymères. De quoi atteindre d'ores et déjà une biodégradabilité de 85 %. « Avec des nanostructures peptidiques 100 % biodégradables insérés dans la couche active en polymère, c'est toute l'électronique qui pourrait devenir jetable, biodégradable et biocompatible », avance le professeur Suchismita Guha.

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