Facile à produire, ce nouveau matériau pourrait considérablement améliorer l'imagerie médicale. © Xi’an Jiaotong University

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Des robots invisibles et des écrans tactiles autoalimentés grâce à des cristaux transparents

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Utilisés depuis des décennies dans l'imagerie médicale mais aussi l'horlogerie et l'automobile, les matériaux piézoélectriques transforment une alimentation électrique en mouvement et vice-versa. Aujourd'hui, des chercheurs d'universités américaines et chinoises ont trouvé une nouvelle et simple façon de fabriquer de puissants matériaux piézoélectriques transparents. Cela pourrait révolutionner les scanners mais également créer des robots invisibles ou des écrans tactiles qui s'alimentent tout seuls.

Les matériaux piézoélectriques sont composés de structures cristallines qui transforment l'énergie mécanique en électricité et vice-versa : déformez la structure et elle génère un courant électrique ; appliquez un courant électrique et elle se déforme. Ces matériaux sont utilisés dans de nombreux domaines, du simple allume-gaz jusqu'aux appareils médicaux de pointe. Un groupe de chercheurs américains et chinois est parvenu à créer un nouveau matériau piézoélectrique assez révolutionnaire.

Dans un article publié dans Nature, les chercheurs décrivent leur découverte : un matériau transparent, composé de cristaux ferroélectriques, et très facile à produire. Ils ont choisi le niobate titanate de plomb-magnésium (PMN-PT) qui est normalement opaque. En lui appliquant un courant alternatif plutôt que continu, ils ont non seulement réussi à le rendre beaucoup plus efficace mais aussi à le rendre transparent.

Une sensibilité accrue pour certains appareils médicaux

Le résultat est un effet piézoélectrique 50 fois plus puissant que celui des matériaux piézoélectriques transparents habituellement utilisés. Il pourrait être employé pour créer des transducteurs pour l'imagerie photo-acoustique beaucoup plus sensibles, ce qui aiderait dans la détection des cancers ou l'analyse du flux sanguin pour les maladies vasculaires.

Cette découverte pourrait également avoir des retombées dans d'autres domaines. La capacité à transformer une déformation en courant serait utile pour créer des écrans tactiles auto-alimentés par la pression des doigts. À l'inverse, la capacité à transformer le courant en mouvement permettrait de créer des actionneurs transparents, et donc des robots invisibles.

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