fr.wedoany.com Rapport : Des chercheurs de la Pritzker School of Molecular Engineering de l’Université de Chicago (UChicago PME) ont découvert que l’ajout d’un plastifiant courant, le phtalate de dioctyle (DOP), à un film de polymère luminescent permet d’améliorer simultanément la luminosité et l’extensibilité du matériau. Cette avancée pourrait accélérer l’utilisation des écrans flexibles dans des domaines tels que les montres connectées, les trackers d’activité, les dispositifs médicaux et les robots humanoïdes. L’étude a été publiée dans Nature Communications.
Le développement de matériaux luminescents extensibles a longtemps été limité par un paradoxe : rendre un écran flexible se fait souvent au détriment de sa luminosité. L’équipe de recherche explique que les polymères luminescents, lorsqu’ils sont densément empilés dans un film, interfèrent entre eux, réduisant ainsi la production de lumière. Le plastifiant agit en créant des espaces entre les chaînes polymères, ce qui empêche ces interférences tout en améliorant la flexibilité.
L’auteur principal de l’étude, Sihong Wang, professeur associé de génie moléculaire, indique que les recherches précédentes tendaient à concevoir des structures chimiques complexes et nouvelles, tandis que la stratégie adoptée ici consiste simplement à mélanger deux substances. Le DOP, un additif commercial bien établi, est déjà largement utilisé dans des produits allant des rideaux de douche à l’isolation des câbles.
Glingna Wang, étudiante chercheuse de premier cycle dirigeant le projet, a testé le DOP. Les résultats montrent que l’efficacité d’émission lumineuse du film renforcé au DOP est passée de 60 % à près de 100 %, et son extensibilité de 5 % à plus de 110 %, soit une augmentation de plus de 20 fois. Intégré dans un dispositif OLED fonctionnel, le film plastifié a montré une efficacité supérieure de 35 % par rapport à un dispositif sans DOP.
L’équipe a ensuite testé le DOP avec cinq polymères luminescents différents, et tous ont montré des améliorations significatives en luminosité et en flexibilité. Sihong Wang souligne que cette méthode pourrait devenir une approche physique largement applicable, sans nécessiter le développement de nouveaux matériaux sur mesure pour chaque application.
Pour l’industrie des additifs plastiques, le DOP et les plastifiants similaires sont des produits matures, dotés d’une chaîne d’approvisionnement stable et d’un système de prix établi. Leur validation dans le domaine de l’électronique haut de gamme pourrait ouvrir de nouveaux marchés pour ces matériaux. Les fabricants d’écrans n’auront pas besoin d’investir dans des procédés de synthèse chimique complexes et pourront s’adapter en utilisant les matériaux et lignes de production existants, réduisant ainsi les coûts de développement et de mise sur le marché.
Les applications dépassent le domaine de l’électronique grand public. Le laboratoire de Sihong Wang explore l’utilisation de cette technologie pour des moniteurs de santé portables épousant les contours du corps, des dispositifs de photothérapie, ainsi que des matrices d’affichage pour robots et systèmes de visualisation 3D. L’équipe de recherche travaille à l’extension de la technologie pour intégrer les matériaux renforcés dans des matrices d’affichage plus grandes et étudie d’autres applications dans les dispositifs optiques thérapeutiques et biomédicaux.
