Des scientifiques de l'Université de Chicago ont découvert un moyen de créer un matériau qui peut être fabriqué comme un plastique, mais qui conduit l'électricité comme un métal.
C'est une sorte de "Play-Doh" conducteur : cela pourrait conduire à une toute nouvelle classe d'appareils électroniques.
La recherche, publiée le 26 octobre dans Nature (je te le mets en lien ici), montre comment créer un type de matériau où les fragments moléculaires sont confus et désordonnés, mais qui peut encore très bien conduire l'électricité.
Cela va à l'encontre de toutes les règles que nous connaissons pour la conductivité : par exemple, pour les scientifiques, c'est comme voir une voiture qui sort de la route, se retrouve sur l'eau et continue à rouler à 100 par heure sans changer de comportement.
Vers des appareils électriques modélisables ?
La découverte faite à Chicago est en partie inexplicable et en partie fortuite : comme toutes les grandes découvertes. Il pourrait être d'une utilité extraordinaire.
"En principe, cela ouvre à la conception d'appareils totalement nouveaux", dit-il. John Anderson, professeur agrégé de chimie à l'Université de Chicago et auteur principal de l'étude. "Nous pourrons obtenir des matériaux conducteurs d'électricité, faciles à modéliser et très robustes pour un usage quotidien."
"Il n'y a pas de théorie pour expliquer cela"
Nous le savons : les matériaux conducteurs sont cruciaux pour les téléviseurs, les téléphones portables et autres appareils électroniques. Les plus connus et les plus appréciés sont les métaux : cuivre, or, aluminium.
Il y a une cinquantaine d'années, des scientifiques ont pu créer des conducteurs en matériaux organiques, avec un traitement chimique appelé "dopage". En résumé, en pulvérisant plusieurs atomes ou électrons à travers le matériau. Cela a conduit à des matériaux plus souples et malléables que les métaux traditionnels, mais le problème est qu'ils ne sont pas très stables : ils peuvent perdre leur conductivité lorsqu'ils sont exposés à l'humidité ou si la température devient trop élevée.
Tous ces conducteurs métalliques organiques ont une caractéristique commune : ils sont constitués de rangées droites et rapprochées d'atomes ou de molécules. Et les scientifiques pensaient que c'était la configuration optimale pour bien conduire l'électricité.
Lorsque le premier auteur de cette étude, Jiaze Xie, a commencé à expérimenter certains matériaux découverts il y a des années, mais largement ignorés, il a découvert quelque chose de surprenant.
En enfilant des atomes de nickel comme des perles dans un "collier" moléculaire fait de carbone et de soufre, il s'est rendu compte que le matériau résultant était conducteur d'électricité. Et il l'a très bien fait.
"Nous l'avons chauffé, refroidi, exposé à l'air et à l'humidité, l'avons même aspergé d'acide, mais rien ne s'est passé", expliquent les scientifiques. Et, plus surprenant encore, la structure moléculaire du matériau est désordonnée. "Cela ne devrait pas être du métal", dit Anderson. "Il n'y a pas de théorie solide pour expliquer cela."
Les scientifiques deviennent fous
Xie, Anderson et leurs collègues essaient de comprendre comment ce "truc" peut conduire l'électricité. L'hypothèse est que la matière forme des couches, comme des feuilles dans une lasagne. Pour cette raison, même en le manipulant, les électrons peuvent encore se déplacer à l'intérieur tant que ces couches minces sont en contact.
Le résultat final est sans précédent pour un matériau conducteur. Comme mentionné, c'est presque comme un Play-Doh conducteur : vous pouvez le mettre en place et il continue de faire son travail.
Les scientifiques sont ravis parce que la découverte suggère un principe de conception fondamentalement nouveau pour la technologie électronique. Un principe aux applications pratiquement infinies.
De plus : alors que les métaux doivent généralement être fondus avant d'obtenir la bonne forme pour une puce ou un appareil, ce nouveau matériau n'a pas de telles limitations - il peut être produit à température ambiante.
