Les transistors révolutionnaires à base de fils ouvrent la voie à une électronique flexible

Université Tufts, Medford, Massachusetts

Un transistor a été fabriqué à partir de fil de lin, permettant la création de dispositifs électroniques entièrement constitués de fils fins qui pourraient être tissés dans un tissu, portés sur la peau ou implantés chirurgicalement à des fins de diagnostic. Les appareils électroniques flexibles pourraient permettre une gamme d'applications qui s'adaptent à différentes formes et permettent une libre circulation sans compromettre la fonctionnalité.

Dans les transistors à base de fils, les fils recouverts de nanotubes de carbone transportent le courant électrique entre les fils de source (S) et de drain (D) en réponse à la tension détectée au niveau du fil de grille (G). (Université Tufts)

Les transistors basés sur des threads (TBT) peuvent être transformés en circuits logiques et en circuits intégrés entièrement basés sur des threads. Les circuits remplacent le dernier composant rigide restant de nombreux dispositifs flexibles actuels et, lorsqu'ils sont combinés avec des capteurs basés sur des fils, ils permettent la création de dispositifs multiplexés entièrement flexibles.

La plupart des composants électroniques flexibles façonnent les métaux et les semi-conducteurs en structures pliables ou utilisent des matériaux intrinsèquement flexibles tels que des polymères conducteurs. Par rapport à l'électronique basée sur des polymères et d'autres matériaux flexibles, l'électronique à base de fils offre une plus grande flexibilité, une plus grande diversité de matériaux et la possibilité d'être fabriquée sans avoir recours à des salles blanches. L'électronique basée sur les fils peut inclure des dispositifs de diagnostic extrêmement fins, souples et suffisamment flexibles pour s'intégrer parfaitement aux tissus biologiques qu'ils mesurent.

Fabriquer un TBT consiste à enduire un fil de lin de nanotubes de carbone, créant ainsi une surface semi-conductrice à travers laquelle les électrons peuvent voyager. Attachés au fil se trouvent deux minces fils d’or :une « source » d’électrons et un « drain » où les électrons s’écoulent (dans certaines configurations, les électrons peuvent circuler dans l’autre sens). Un troisième fil, appelé grille, est attaché au matériau entourant le fil de sorte que de petits changements de tension à travers le fil de grille permettent à un courant important de circuler à travers le fil entre la source et le drain – le principe de base d'un transistor.

Un gel infusé d'électrolyte est utilisé comme matériau entourant le fil et connecté au fil de grille. Le gel est constitué de nanoparticules de silice qui s’auto-assemblent en une structure en réseau. Le gel électrolytique (ou ionogel) peut être déposé sur le fil par trempage ou par écouvillonnage rapide. Contrairement aux oxydes ou polymères à l'état solide utilisés comme matériau de grille dans les transistors classiques, l'ionogel est résilient à l'étirement ou à la flexion.

Pour plus d'informations, contactez Mike Silver à Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour le visualiser.; 617-627-0545.