Des chercheurs ont trouvé le moyen de fabriquer un papier électronique transparent à base de nanofibrilles de cellulose qui s’autoalimente par le toucher. Utilisé comme revêtement, il pourrait servir à protéger des objets ou des documents contre le vol ou la contrefaçon et également à produire des journaux ou des livres électroniques jetables. © ProtoplasmaKid, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons

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Un papier électronique transparent qui tire son énergie du toucher

ActualitéClassé sous :technologie , nanotechnologies , nanocellulose

En exploitant le principe de l'induction électrostatique, une équipe de chercheurs nord-américains et chinois a créé un papier électronique transparent autoalimenté. Un simple toucher produit l'électricité nécessaire pour faire fonctionner un petit écran à cristaux liquides. Ce matériau pourrait servir à de multiples applications : écrans souples jetables, livres électroniques, peau artificielle ou encore des dispositifs pour protéger des biens de la contrefaçon ou du vol.

Le bois, et plus particulièrement les nanofibrilles de cellulose que l'on peut en extraire, fait partie des fers de lance de la chimie verte. Récemment, ce matériau qui est à la fois transparent, flexible et biodégradable a fait l'actualité après que des chercheurs de l'université du Wisconsin et du Laboratoire des produits de l'agriculture et de la forêt aient démontré qu'il pourrait servir de substrat aux puces électroniques. Les propriétés des nanofibrilles de cellulose en font aussi un support de choix pour l'élaboration de papier électronique pouvant servir à fabriquer des écrans flexibles, des transistors ou des antennes destinés à l'électronique nomade et aux vêtements intelligents.

Remplacer le verre, le plastique et d'autres matériaux non biodégradables par ce type de papier en guise de substrat pour les circuits électroniques est évidemment souhaitable d'un point de vue écologique. Mais encore faut-il trouver une source d'alimentation tout aussi verte, idéalement sans piles ni batteries... Des chercheurs de l'université du Maryland (États-Unis) et de l'université de science et technologie de Huazhong (Chine) tiennent une piste potentiellement prometteuse. Ils ont élaboré un papier électronique transparent et flexible qui peut générer de l'énergie électrique à partir du toucher de l'utilisateur. Le procédé, décrit dans un article paru dans la revue ACS Nano, repose sur l'induction électrostatique.

Ce petit écran à cristaux liquides est allumé par le générateur fait de papier électronique transparent à nanocellulose que l’on distingue sous l’index ganté. © ACS Nano

Le générateur électromécanique a supporté plus de 54.000 cycles

Les chercheurs sont partis de deux feuilles de papier à nanofibrilles de cellulose recouvertes d'un film de nanotubes de carbone afin de les transformer en électrodes. L'une de ces deux feuilles reçoit une couche de polyéthylène qui est chargé négativement via un champ électrique haute tension. Les feuilles sont ensuite collées bord à bord avec la partie polyéthylène placée au milieu de ce « sandwich » et en laissant un vide d'air. Lorsque l'on presse la surface avec le doigt, l'électrode traitée au polyéthylène se rapproche de la seconde électrode et vient augmenter la charge positive de cette dernière. Cette modification de l'équilibre de charge provoque un flux de courant qui parcourt tout le papier.

Selon les chercheurs, ce générateur électromécanique a supporté plus de 54.000 cycles pression/relâchement en produisant un courant constant. Des essais effectués avec un dispositif mesurant deux centimètres de côté ont permis d'allumer un petit écran à cristaux liquides. Forts de ces résultats encourageants, les scientifiques envisagent de nombreuses applications pratiques.

La première concernerait la protection contre le vol ou la contrefaçon d'œuvres d'art et de documents. Ce papier électronique étant transparent, il pourrait être appliqué sur un objet et servir de système d'alarme invisible lorsque quelqu'un le touche. Plus généralement, le matériau pourrait servir à créer des livres ou des journaux électroniques jetables voir même de la peau artificielle pour les prothèses.

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