La technologie piézoélectrique est essentielle pour les dispositifs flexibles tels que les trackers de santé portables et les petits collecteurs d’énergie, avec des composants polymères de base qui convertissent les mouvements du corps, la pression ou les vibrations en signaux électriques. Un défi de longue date demeure : la plupart des polymères couramment utilisés aujourd’hui offrent une sensibilité limitée, tandis qu’une poignée d’alternatives à haute performance nécessitent souvent des techniques de traitement complexes et sévères, entravant la production à grande échelle.
Une équipe de l’Université des sciences et technologies de Huazhong (HUST) a résolu ce problème clé pour les wearables intelligents à base de piézoélectricité : créer un matériau à la fois très sensible et facile à produire en masse.
La conception novatrice de l’équipe HUST ? Ils ont pris un polymère courant utilisé dans les dispositifs piézoélectriques et lui ont apporté une « mise à niveau » en ajoutant de petites molécules organiques aux bons endroits. Contrairement aux anciennes méthodes qui se concentraient sur une seule voie étroite pour améliorer les performances, ce « réglage » crée un désordre local minuscule et contrôlé dans la structure du polymère, le rendant bien meilleur pour convertir le mouvement en signaux électriques, comme transformer une antenne radio basique en une antenne à gain élevé qui capte les signaux plus clairement.
Le meilleur, c’est qu’ils ont fabriqué le polymère « amélioré » en utilisant un processus simple : mélanger les ingrédients dans une solution, les verser sur une surface et laisser sécher, un peu comme fabriquer une feuille de papier maison. Cette méthode leur permet de créer des films uniformes de la taille d’une feuille A4, avec une qualité constante sur toute la surface.
« Dans le monde des wearables piézoélectriques, il reste difficile d’obtenir un matériau très sensible et évolutif pour une fabrication à grande échelle. Notre polymère amélioré surmonte ce défi », explique le professeur Yang Liu, qui a dirigé l’étude. « Cette méthode simple et évolutive transforme les percées de laboratoire en une technologie qui peut réellement être utilisée dans les montres intelligentes, les moniteurs de santé et les collecteurs d’énergie à base de piézoélectricité que les gens utilisent quotidiennement. »
Ensuite, l’équipe prévoit de tester davantage de types de « réglages » et de polymères pour optimiser encore les performances du matériau, dans le but de l’utiliser dans plus de dispositifs piézoélectriques, des moniteurs médicaux aux capteurs industriels légers.
Journal : Science Bulletin – DOI : Lien vers l’étude
Source : HUST
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