Ce nouveau circuit imprimé peut être étiré et tordu comme du chewing-gum

L'électronique pliable existe déjà depuis un bon bout de temps. On la trouve, à des degrés dives de flexibilité, dans la technologie LCD, dans les claviers d'ordinateur ou encore dans les satellites. Mais la nouvelle mode est de les utiliser dans des systèmes informatiques portables intégrés. Ainsi, vous pourriez avoir un iPhone cousu dans votre paire de jeans, ou greffé à même la peau.

Des ingénieurs de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne viennent de faire une avancée majeure dans ce domaine : ils ont mis au point un circuit électronique qui peut être étiré pour atteindre jusqu'à 4 fois sa longueur d'origine, dans toutes les directions. Le matériau, décrit dans le journal Advanced Materials, résiste à un million d'étirements successifs sans se déchirer ni perdre ses propriétés conductrices.

Le secret de la résistance du matériau est une superposition d'or et de gallium. Ce dernier a un point de fusion particulièrement bas (pour un métal), autour de -1°C. En d'autres termes, il reste à l'état liquide à température ambiante. Ce métal liquide est modelé sur un mince film de polymère, et fonctionne à la manière d'un réseau de pistes conductrices sur un circuit imprimé classique. Simplement, son réseau de conduction est liquide. L'or est utilisé pour empêcher le gallium de perler et de rouler sous forme de gouttelettes quand il entre en contact avec le polymère.

La formation de gouttelettes est liée à la tension de surface d'un liquide. Plus il y a de tension, ou plus la surface de liquide par unité de volume est petite, moins le liquide ira se répandre autour d'une surface plane pour y adhérer. (La forme avec la plus petite surface possible est une sphère, et non pas une crêpe.) C'est le problème fondamental de l'utilisation de métaux liquides dans les circuits : ils se comportent comme de minuscules billes plutôt que comme des fils homogènes.

Ainsi, la plupart des travaux sur les métaux liquides et l'électronique nécessitent d'utiliser des dépôts très épais des métaux en question. Ceux-ci, à leur tour, imposent une limite inférieure contraignante à la taille de l'électronique que l'on peut employer. En utilisant de l'or pour abaisser la tension de surface du gallium liquide, l'équipe de l'EPFL a pu fabriquer des pistes conductrices d'une taille de l'ordre du nanomètre.

Il est facile de voir les applications de ce genre de technologie en ingénierie électronique ; pourtant, ces recherches sont issues d'un laboratoire de bioélectronique et et de neuroprothétique, l'EPFL, dirigé par Stéphanie Lacour. Nous pourrions donc imaginer, dans un futur proche, le développement d'une peau artificielle dont on recouvrerait les membres prothétiques, voire dont on couvrirait des robots de métal. Cependant, les pronostics sur les applications futures de ces circuits qui peuvent être tordus et tendus comme du chewing-gum restent ouverts.