Une « encre » innovante rend désormais possible l’impression 3D par photopolymérisation de polymères conducteurs électrochimiquement commutables. Des chercheurs des universités de Heidelberg et de Stuttgart ont mis au point, grâce à la technologie de traitement numérique de la lumière (Digital Light Processing – DLP), des polymères rédox-actifs adaptés à la fabrication additive. Les structures bidimensionnelles et tridimensionnelles complexes ainsi obtenues peuvent être contrôlées électrochimiquement et changer de couleur, ouvrant de nouvelles perspectives pour la fabrication de dispositifs optoélectroniques par impression 3D.

Cette recherche, menée dans le cadre du groupe de formation à la recherche « Transport ionique-électronique hybride : des fondamentaux aux applications » soutenu conjointement par les deux universités, a été publiée dans la revue Advanced Functional Materials. Le DLP, procédé d’impression 3D basé sur la lumière, consiste à polymériser couche par couche une encre photosensible par exposition sélective aux ultraviolets ; il permet de réaliser rapidement des géométries complexes là où d’autres techniques additives sont plus lentes.

La professeure Eva Blasco explique que, si le DLP est déjà largement utilisé en odontologie, l’impression de polymères conducteurs pour applications optoélectroniques restait très difficile. Les équipes des deux universités ont collaboré étroitement pour développer une nouvelle encre à base de méthacrylates contenant des groupes carbazole rédox-actifs, conférant au matériau à la fois conductivité et capacité de changement de couleur selon l’état d’oxydo-réduction. Grâce à cette formulation, les chercheurs ont fabriqué des structures imprimées dont les propriétés restent électrochimiquement commutables après impression.

Christian Delville et Svenja Behtold soulignent que ce succès repose sur la coopération interdisciplinaire entre les laboratoires des deux établissements. Avec cette encre au carbazole, il est possible de fabriquer directement par addition de matière des structures complexes dont la couleur change de façon réversible sous stimulation électrochimique, avec une commande précise au niveau du pixel et une excellente maîtrise de la troisième dimension.