Électronique flexible

Le domaine de l'électronique flexible continue à se développer au fur et à mesure des avancées technologiques. De nouveaux matériaux commencent à être utilisés dans la fabrication d'électrodes pour les applications électroniques flexibles. 

Le dépôt de nanomatériaux conducteurs permet d'améliorer les propriétés électriques et structurelles des matériaux souples. Le succès du développement de l'électronique flexible repose principalement sur la production d'électrodes, qui peut présenter certains défis. Les différents types de substrats flexibles utilisés pour fabriquer des électrodes seront abordés, ainsi que les types d'électrodes fabriquées dans l'industrie de l'électronique flexible.    

Matériaux de support 

Les polymères thermoplastiques représentent un matériau de substrat flexible. Avec ce type de matériau, des températures de traitement plus basses sont souvent nécessaires. En revanche, les substrats inorganiques, tels que le silicium, requièrent des températures élevées. Le dépôt de nanomatériaux conducteurs sur des polymères thermoplastiques et d'autres matériaux souples s'est avéré avoir des effets positifs sur la fabrication de produits électroniques souples. Les polymères conducteurs sont utilisés à la place des fibres naturelles et synthétiques et servent de source d'énergie principale dans les technologies portables. La création de fibres conductrices peut se faire grâce à des nanomatériaux conducteurs tels que le carbone et le graphène. Les nanotubes de carbone (NTC) sont produits par filage humide et sec. Leur structure en forme de filet crée un matériau à haute résistance à la traction, hautement conducteur et résistant à la température.  

Les nouveaux matériaux flexibles utilisés pour la fabrication d'électrodes comprennent le polyimide (PI), le polyéthylène téréphtalate (PET) et le polyéthylène naphtalate (PEN). Le PI est un polymère haute température particulièrement utile dans les applications nécessitant une grande stabilité thermique. C'est également un matériau très résistant aux produits chimiques. Le PET est également un substrat précieux pour l'électronique flexible. Le PET a un point de fusion élevé, une résistance à l'humidité et des propriétés optiques idéales. Ce matériau s'est avéré très efficace dans les méthodes de fabrication d'électrodes par impression par transfert, par coulée en goutte d'eau et par sérigraphie. Le PEN est un polymère thermoplastique résistant à la température qui présente un faible coefficient de dilatation thermique, une absorption d'eau minimale et une très forte résistance chimique. Toutefois, les contraintes de traction peuvent entraîner une dégradation de la conductivité dans certains cas. Les revêtements d'oxyde peuvent contribuer à améliorer les capacités de traitement et à prévenir la dégradation de la conductivité du PEN et d'autres substrats souples.  

Types d'électrodes 

Les électrodes utilisant des matériaux flexibles comprennent les électrodes interdigitées (IDE), les électrodes sélectives d'ions et de produits chimiques, et les électrodes sérigraphiées. Les électrodes interdigitées peuvent être utilisées comme capteurs d'impédance, capteurs de pH et immunocapteurs. Ce type d'électrode est utilisé dans les biocapteurs faradiques ou non faradiques. Dans les biocapteurs faradiques, le transfert de charge se fait par transfert électronique, alors que dans les capteurs non faradiques, la charge est stockée. Des études antérieures ont permis de fabriquer des électrodes sélectives d'ions en utilisant du PEN et du PET comme substrat souple sous-jacent [1]. La fabrication d'électrodes sélectives d'ions peut être améliorée grâce aux nanotubes de carbone. Les nanotubes de carbone sont couramment utilisés pour créer une couche de transduction sur les électrodes sélectives d'ions afin de favoriser le transfert d'électrons. Outre la spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS) et la voltampérométrie cyclique (CV), les électrodes sélectives d'ions peuvent être optimisées. Les électrodes sérigraphiées (SPE) sont utilisées pour produire des capteurs électrochimiques. La sérigraphie consiste à déposer une encre sur un substrat à l'aide d'un écran. Cette méthode de fabrication permet d'utiliser des matériaux de substrat flexibles tels que le PET, qui peuvent permettre d'améliorer les propriétés électrochimiques.  

Platypus Technologies propose actuellement des modèles d'électrodes qui pourraient être utilisés dans des applications électroniques flexibles. Nos ingénieurs travaillent également à la création de nouvelles électrodes sur des substrats flexibles. Contactez nous dès aujourd'hui pour vous renseigner sur nos électrodes nouvellement développées !