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P-Ink, un matériau caméléon pour de futurs écrans

ActualitéClassé sous :technologie , informatique , procédé d'affichage

Avec une simple variation de tension électrique, ce nouveau matériau, réalisé à partir de l'opale, passe par toutes les teintes de l'arc-en-ciel. A peine mis au point, il passe au stade commercial sous le nom de P-Ink et serait utilisable pour des écrans plats ou du papier électronique.

Un matériau composite fait à partir de l'opale... mais sans opale. © Geoffrey Ozin et Andre Arsenault

Encore un nouveau procédé d'affichage ! Les chercheurs impliqués dans ce domaine aux débouchés immédiats font décidément preuve de beaucoup d'imagination. La dernière innovation en date vient d'une équipe réunissant un laboratoire canadien de l'université de Toronto, un groupe britannique de l'université de Bristol et une société privée canadienne, Opalux, créée par des chercheurs de l'université de Toronto.

Baptisé P-Ink, ce matériau est naturellement bleu et vire au rouge, et même à l'infrarouge, en passant par toutes les couleurs de l'arc-en-ciel, par la seule action d'une tension électrique entre 0 et 2 volts. Sa description vient d'être publiée dans la revue en ligne Nature News et la société Opalux l'expose sur son site.

Le principe retenu est original. La fabrication de ce matériau part d'un substrat fait de minuscules billes de silice d'environ 200 nanomètres de diamètre. C'est la structure de l'opale, dont, justement, la couleur est assez variable. Il est déposé sur une surface en verre, puis est recouvert d'un polymère inorganique contenant des atomes de fer. Ce liquide se répand entre les sphères, occupant tout l'espace qu'elles laissent libre entre elles.

Trois étapes de la fabrication. A gauche, l'opale, le matériau initial, fait de sphères de silice. Au centre, un polymère a envahi les interstices. A droite, les sphères de silice ont été dissoutes à l'acide, laissant des cavités que l'on emplira ensuite d'électrolyte liquide. (Cliquer sur l'image pour l'agrandir.) © Geoffrey Ozin et Andre Arsenault

Trois étapes de la fabrication. A gauche, l'opale, le matériau initial, fait de sphères de silice. Au centre, un polymère a envahi les interstices. A droite, les sphères de silice ont été dissoutes à l'acide, laissant des cavités que l'on emplira ensuite d'électrolyte liquide. (Cliquer sur l'image pour l'agrandir.) © Geoffrey Ozin et Andre Arsenault

Une attaque acide dissout ensuite ces sphères de silice. Il ne reste plus que le polymère, formant un gel spongieux. On verse sur lui un électrolyte liquide, qui emplit les nombreuses cavités sphériques. Une seconde surface de verre vient protéger ce délicat matériau. Les deux faces, rendues conductrices, deviennent des électrodes.

Un écran économe

Lorsqu'une tension électrique est appliquée, des échanges d'électrons se produisent entre l'électrolyte et le polymère. Tous deux ont des indices de réfraction différents et ce mouvement électronique modifie les propriétés optiques de l'interface, ce qui induit une variation de couleur. Il suffit de maîtriser le phénomène...

La couleur n'est donc pas produite par émission de lumière. C'est le matériau lui-même qui se modifie. Le contraste est élevé et l'affichage ne nécessite pas de rétro-éclairage. La lumière ambiante suffit. De plus, la modification de teinte réclame de l'énergie mais la couleur obtenue persiste « avec une consommation électrique faible » explique succinctement le site d'Opalux. Un tel écran consommerait donc surtout de l'énergie au moment des changements d'affichage mais très peu pour maintenir une image fixe (un texte par exemple).

Le prototype en action. (Cliquer sur l'image pour l'agrandir.) © Geoffrey Ozin et Andre Arsenault

Le prototype en action. (Cliquer sur l'image pour l'agrandir.) © Geoffrey Ozin et Andre Arsenault

Bref, ce P-Ink est présenté comme idéal pour réaliser ce que l'on nomme papier électronique ou encre électronique, c'est-à-dire un afficheur à fort contraste et à consommation extrêmement faible. Pour l'instant, les modèles de livres électroniques sont monochromes. L'encre électronique en couleur fait de l'objet de nombreuses recherches mais le procédé idéal n'a manifestement pas encore été trouvé.

Avec un matériau du même type, Opalux présente une autre application, tout à fait originale. Elast-Ink, c'est le nom de ce produit, change de couleur... quand on appuie dessus. Pour développer cette idée, la société cherche une entreprise industrielle « pour confirmer les possibilités d'applications et la valeur de cette technologie ». A bon entendeur...

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