Une équipe de chercheurs de la National University of Singapore (NUS), menée par le Professeur assistant Benjamin TEE, a mis au point un nouveau matériau extensible qui est capable de s’autoréparer et de s’illuminer. Ce nouveau matériau pourrait se destiner à des applications prometteuses telles que des écrans d’affichage souples et résistants aux dommages, des appareils portables électroniques de nouvelle génération durables et à faible consommation, des emballages intelligents, ou encore une peau électronique éclairante pour les robots mous autonomes (interfaces homme-machine). Cette innovation a été baptisée HELIOS (Healable, Low-field Illuminating Optoelectronic Stretchable).
Ce dispositif optoélectronique et extensible est un condensateur électroluminescent (LEC, Light-Emitting Capacitor) à trois couches dont la couche active est un matériau élastomère transparent à haute permittivité diélectrique. L’élastomère est constitué d’un élastomère fluoré et d’un tensioactif qui lui permet stocker plus de charges électroniques à des tensions plus faibles. Dans cette structure laminaire mince, l’élastomère est utilisé pour réaliser à la fois deux couches d’électrodes conductrices, avec l’ajout d’un liquide ionique, et la couche émettrice prise en sandwich entre les électrodes, avec l’ajout de microparticules de phosphore. Lorsqu’une tension alternative de l’ordre de 100 V est appliquée aux électrodes, le dispositif HELIOS émet une lumière vive, même s’il a été percé ou déchiré, puisqu’il est autoréparable. Cette particularité le distingue grandement d’un LEC conventionnel en silicone qui, lorsqu’il est endommagé de la même manière, se court-circuite et devient définitivement inutilisable. En outre, le matériau HELIOS, qui peut être alimenté sans fil et ainsi se destiner à des applications portables avec une longue autonomie, génère plus de lumière (1460 cd/m2) avec un champ électrique inférieur (2,5 V/µm) et demeure silencieux.
Ces travaux, qui sont poursuivis, ont été publiés une première fois en décembre 2019 dans la revue Nature Materials sous le titre « A transparent, self-healing and high-k dielectric for low-field-emission stretchable optoelectronics ».
Date : 05/2020