Des bulles pourraient favoriser la création d'une peau artificielle.
© 2013 EPFL
En utilisant des substrats en mousse, des chercheurs de l’EPFL ont réussi à donner davantage de flexibilité à un réseau de circuits électroniques. Cette découverte représente un pas essentiel vers la création de circuits déformables et étirables.
Comment rendre souple et flexible un matériau qui est, par essence, rigide et cassant? C’est l’épineux problème sur lequel travaille Stéphanie Lacour, professeur à la Chaire Fondation Bertarelli de technologie neuroprosthétique de l’EPFL. Son but: réussir à conférer aux matériaux qui composent les puces et circuits électroniques la souplesse nécessaire pour les intégrer à une peau artificielle. Reliée au système nerveux, celle-ci deviendrait ainsi un véritable organe sensoriel permettant de ressentir caresses, chatouillis ou douleurs.
La chercheuse a récemment fait un pas important dans ce sens et publié ses résultats dans la revue Advanced Materials. Lors d’expériences réalisées sur différents matériaux déformables, l’équipe de Stéphanie Lacour a découvert une nouvelle sorte de support sur lesquels fabriquer les circuits: les mousses élastomères. Celles-ci sont généralement utilisées pour des emballages, la fabrication de chaussures, de matelas, de pansements, etc. L’équipe a démontré qu’un film métallique sur une mousse de polyurethane peut alors être étiré de manière réversible sans modifier ses propriétés conductrices.
«Jusqu’alors, pour trouver le bon support, nous avons essentiellement travaillé sur des élastomères de nature pleine et uniforme, explique-t-elle. Désormais, nous explorons de nouveaux types de substrats souples mais hétérogènes, conçus sous forme de mousses. Un réseau de bulles d’air plus ou moins serré inséré dans une matrice élastique permet de moduler l’élasticité du substrat.»
Fissures localisées
Sur un substrat élastomère uniforme, les tests en traction révélaient la formation de micro-fissures dans la couche métallique menant à terme à une rupture du réseau conducteur. Or, avec les substrats en mousse, ces fissures sont restées localisées uniquement au-dessus des bulles d’air. «Entre les bulles, le métal est intact! Le maillage conducteur est donc conservé et peut fonctionner, se réjouit la jeune professeure. Nos mesures ont montré que nous pouvons obtenir un taux d’élasticité, au-delà de 100%, sans briser ce maillage. Ces pistes métalliques sur mousse pourront donc être utilisées comme électrodes, capteurs ou interconnections de la peau électronique que nous sommes en train de développer ».
Tout en poursuivant sur cet axe de recherche, Stéphanie Lacour compte également tester la flexibilité d’autres matériaux électroniques sur mousse souple ainsi que différentes mousses d’origine commerciale, dans l’objectif de fabriquer tout un circuit électronique aussi flexible de la peau «naturelle».