La science des matériaux ouvre des horizons inédits avec le développement de technologies optiques innovantes. Parmi celles-ci, les particules luminescentes à persistance (PLP) suscitent un intérêt croissant pour leurs applications technologiques variées. Une équipe de chercheurs de l’Université des Sciences et Technologies de Pohang (POSTECH) a récemment mis au point une technologie d’affichage optique exploitant les PLP, capable d’inscrire et d’effacer des messages sous l’eau.
Les particules luminescentes à persistance (PLP) se distinguent par leur capacité à absorber de l’énergie et à la libérer progressivement. Elles manifestent une mécanoluminescence (ML) lorsqu’elles sont soumises à une pression physique externe et subissent un extinction mécanique (MQ) où la lumière émise s’estompe progressivement. Bien que l’utilisation de cette technologie pour les affichages optiques fasse l’objet de recherches actives, le mécanisme précis demeurait jusqu’à présent un mystère.
Le professeur Sei Kwang Hahn et le doctorant Seong-Jong Kim, du Département des Sciences et de l’Ingénierie des Matériaux de POSTECH, ont exploré ce phénomène optique distinctif. Leur étude, publiée dans le journal international Advanced Functional Materials, a permis de mettre en lumière les mécanismes régissant la ML et la MQ.
Une technologie d’affichage sous-marin novatrice
L’équipe de POSTECH a approfondi l’étude de l’impact des électrons piégés et de la recharge sur la ML et la MQ. Leur recherche a abouti à la création d’un dispositif d’affichage optique innovant, combinant les PLP avec un matériau polymère très fin (PVDF-HFP). Ce dispositif se présente sous la forme d’un patch d’affichage optique pouvant être fixé sur la peau.
Le patch permet de transmettre des informations en écrivant avec une légère pression du doigt. Exposé aux rayons ultraviolets, il revient à son état initial, comme si l’on effaçait un dessin d’un carnet à l’aide d’une gomme. De plus, l’écran tactile de l’affichage résiste à l’humidité et fonctionne même immergé sous l’eau pendant de longues périodes.
Le professeur Sei Kwang Hahn, à la tête de cette recherche, a souligné l’utilité potentielle de cette technologie : « Elle pourrait servir d’outil de communication dans des situations où les options de communication sont limitées, comme dans des environnements sous-marins caractérisés par une faible luminosité ou une forte humidité. »
Il a également évoqué son utilisation possible pour des biosenseurs photoniques portables et des systèmes de photothérapie dans des environnements extrêmes.
Légende illustration : Représentation schématique d’un système d’affichage optique utilisant la mécanoluminescence et l’extinction mécanique dans les particules luminescentes rémanentes. Crédit POSTECH
Article : « Mechanoluminescence and Mechanical Quenching of Afterglow Luminescent Particles for Wearable Photonic Display » – DOI: 10.1002/adfm.202314861
Électrons piégés : Électrons confinés dans un environnement ou une substance spécifique, incapables de se déplacer librement.
PVDF-HFP (Poly(fluorure de vinylidène-co-hexafluoropropylène)) : Composé polymère fluoré, communément appelé polyfluorure de vinylidène hexafluoropropylène.
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