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Fibre électronique extensible avec métal liquide
Cette avancée combine une conductivité élevée avec une flexibilité extrême (s'étirant jusqu'à dix fois sa longueur), ouvrant la voie aux appareils portables de nouvelle génération, aux robots souples et aux tissus à détection de mouvement.
Des chercheurs de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) ont développé une nouvelle « fibre électronique » incrustée de gouttelettes d'un alliage métallique liquide à température ambiante, qui reste conductrice de manière fiable même lorsqu'elle est étirée jusqu'à plus de dix fois sa longueur d'origine.
L'avancée se concentre sur l'incorporation d'un métal liquide indium-gallium non toxique dans une matrice élastomère souple, puis sur l'utilisation d'un processus d'étirage thermique, généralement utilisé pour les fibres optiques, pour transformer une préforme plus grande en fibres longues et fines.Au fur et à mesure que la fibre est étirée et que le matériau s’étire, le métal liquide se brise en fines gouttelettes et active des voies conductrices spécifiques, donnant à l’équipe un contrôle précis sur les régions de la fibre conductrices et celles qui ne le sont pas.
Lors des tests, la fibre a conservé une sensibilité élevée même lorsqu'elle était étendue à plus de 10 fois sa longueur d'origine, des comportements que de nombreux composants électroniques extensibles existants ont du mal à atteindre en raison des compromis entre conductivité, extensibilité et durabilité.En guise de preuve de concept, l'équipe a intégré la fibre dans une genouillère souple.L'orthèse a suivi la flexion du genou, la démarche pendant la course, l'accroupissement et le saut, et a réussi à reconstruire les angles de mouvement en temps réel.
L'équipe explique que le travail a un potentiel d'échelle et d'intégration : l'électronique conventionnelle a tendance à être rigide, fragile ou volumineuse, limitant son utilisation dans les appareils portables, la robotique douce et les textiles.En revanche, la nouvelle fibre peut en principe être intégrée dans des mètres, voire des kilomètres de tissu, ouvrant la voie à des vêtements intelligents, des prothèses, des peaux robotiques et des textiles à détection de mouvement.La traduction en produits commerciaux posera des défis : fabriquer en gros volumes, garantir la durabilité à long terme et l'intégration dans les textiles du quotidien ne sont pas triviaux.Mais cette recherche, publiée dans Nature Electronics, montre une étape concrète vers une électronique qui s'étend littéralement à l'utilisateur ou à la machine.