L’essor du marché de l’optoélectronique flexible, tel que les écrans enroulables, le papier électronique ou encore les écrans tactiles pliables passera par le développement de nouvelles électrodes transparentes. Actuellement, la solution technique dominante recourt à de l’oxyde d’indium-étain (ITO, Indium Tin Oxide en anglais). Ce matériau est utilisé pour ses qualités uniques de bonne conductivité électrique et de transparence. Mais, sa rigidité n’en fait pas un bon candidat pour les dispositifs électroniques souples. De plus, son procédé de fabrication est coûteux en raison de contraintes techniques et de la rareté de l’indium-étain.
Pour répondre à ces problématiques, Paolo Samorì et son équipe de l’ISIS ont mis au point une alternative originale combinant chimie supramoléculaire et électronique. Les propriétés physiques et chimiques ainsi combinées confèrent aux électrodes une très bonne résistance mécanique et de très hauts niveaux de transparence, de conductivité, de flexibilité et de résistance au vieillissement.
L’ingéniosité de cette électrode révolutionnaire réside dans l’hybridation de nanofils de cuivre et d’une couche d’oxyde de graphène. Le cuivre est un très bon conducteur électrique, abondant, très bon marché et soluble dans l’eau. Cependant, il s’oxyde rapidement au contact de l’air ce qui dégrade les performances des électrodes. Pour pallier cet effet, une fine couche isolante d’oxyde de graphène est déposée sur les nanofils de cuivre. L’ensemble du matériau est ensuite réduit chimiquement (par du borohydrure de sodium, NaBH4) afin de conférer une conductivité électrique élevée aux électrodes. Ce procédé de fabrication permet de réaliser un dépôt mince, simple (par spray), sur de grandes surfaces tout en étant respectueux de l’environnement.
Au vu de ses qualités et de son faible coût de fabrication, cette nouvelle génération d’électrodes pourrait se substituer à celles à base d’ITO et ouvrir de nouveaux champs d’applications dans les dispositifs électroniques flexibles sur de grandes surfaces (cellules solaires, écrans souples, emballages interactifs, surfaces électroluminescentes…). Plus largement, ces électrodes pourraient être utilisées dans des capteurs (pression, humidité), des batteries, des dispositifs de production d’énergie…
