Le monde pourrait manquer d’un ingrédient crucial des écrans tactiles. Mais ne vous inquiétez pas, nous avons inventé une alternative


Avez-vous déjà imaginé votre smartphone ou votre tablette sans écran tactile ? Cela pourrait bientôt être le cas si nous manquions d’indium, l’un des minéraux les plus rares sur Terre.

L’indium est utilisé dans de nombreux appareils de haute technologie tels que les écrans tactiles, les téléphones intelligents, les panneaux solaires et les fenêtres intelligentes, sous forme d’oxyde d’indium et d’étain. Ce composé est optiquement transparent et électriquement conducteur – les deux caractéristiques cruciales requises pour que les écrans tactiles fonctionnent.

Mais il y a un problème : nous n’avons aucune garantie d’approvisionnement à long terme en indium. On ne le trouve naturellement qu’en infimes traces, et il est donc peu pratique de l’exploiter directement. Presque tout l’indium du monde est un sous-produit de l’extraction du zinc.

Heureusement, nous avons une solution potentielle : mes collègues et moi avons développé une nouvelle façon de fabriquer des revêtements optiquement transparents et électriquement conducteurs sans indium.

Un problème qui s’aggrave

Étant donné que l’approvisionnement mondial en indium est lié à l’extraction du zinc, sa disponibilité et son prix dépendront de la demande de zinc.

Les baisses possibles de la demande de zinc – déjà évidentes dans l’industrie automobile – ainsi que l’utilisation toujours croissante des téléphones intelligents et des écrans tactiles – devraient exacerber la pénurie potentielle d’indium à l’avenir.

Une option consiste à essayer de recycler l’indium. Mais le récupérer à partir d’appareils usagés coûte cher en raison des faibles quantités impliquées.



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Lorsqu’un matériau crucial est rare, nous devons rechercher des alternatives. Et c’est exactement ce que mes collègues et moi avons trouvé.

Comment ça marche?

Notre nouveau revêtement, dont les détails sont publiés dans la revue Solar Energy Materials and Solar Cells, fait appel à la technologie plasma.

Le plasma est comme une soupe de particules chargées dans lesquelles des électrons ont été arrachés à leurs atomes, et est souvent décrit comme le quatrième état de la matière, après le solide, le liquide et le gaz. Cela peut sembler une substance exotique, mais en fait, il comprend plus de 99% des objets visibles dans l’univers. Notre Soleil, comme la plupart des étoiles, est essentiellement une boule géante de plasma rougeoyant.

Plus près de chez nous, les ampoules fluorescentes et les enseignes au néon contiennent également du plasma. Nos nouveaux films pour écran tactile ne contiennent pas de plasma, mais leur fabrication utilise le plasma comme moyen de créer de nouveaux matériaux qui seraient autrement impossibles à fabriquer.

Appareil à plasma
Le nouveau matériau est créé à l’aide d’un processus appelé pulvérisation plasma.
Behnam Akhavan

Notre revêtement est constitué d’une couche ultra-mince d’argent, prise en sandwich entre deux couches d’oxyde de tungstène. Cette structure fait moins de 100 nanomètres d’épaisseur, soit environ un millième de la largeur d’un cheveu humain.

Ces couches sandwich ultra-minces sont créées et appliquées sur du verre à l’aide d’un processus appelé « pulvérisation au plasma ». Il s’agit de soumettre un mélange d’argon et d’oxygène gazeux à un fort champ électrique, jusqu’à ce que ce mélange se transforme en plasma. Le plasma est utilisé pour bombarder une cible solide en tungstène, en détachant des atomes et en les déposant sous forme de couche ultra-mince sur la surface du verre.

Nous répétons ensuite ce processus en utilisant de l’argent, puis une troisième fois de l’oxyde de tungstène incrusté de nanoparticules d’argent. L’ensemble du processus ne prend que quelques minutes, produit un minimum de déchets, est moins cher que l’utilisation d’indium et peut être utilisé pour n’importe quelle surface en verre telle qu’un écran de téléphone ou une fenêtre.

Schéma de la structure
Le résultat final est un sandwich d’oxyde de tungstène et d’argent, enduit sur du verre.
Behnam Akhavan, Auteur fourni

Le revêtement plasma fini présente également une autre caractéristique intéressante : il est électrochrome, ce qui signifie qu’il peut devenir plus ou moins opaque, ou changer de couleur, si une tension électrique est appliquée.

Cela signifie qu’il pourrait être utilisé pour créer des « écrans imprimables » ultra-fins qui peuvent devenir plus sombres ou plus lumineux, ou changer de couleur à votre guise. Ils seraient flexibles et utiliseraient peu d’énergie, ce qui signifie qu’ils pourraient être utilisés à diverses fins, notamment des étiquettes intelligentes ou des fenêtres intelligentes.

Différentes performances optiques d'un même matériau
L’opacité du matériau peut être modifiée en faisant varier la tension.
Behnam Akhavan, Auteur fourni

Des fenêtres intelligentes recouvertes de nos nouveaux films pourraient être utilisées pour bloquer le flux de lumière et ainsi chauffer selon les besoins. Notre film plasma peut être appliqué sur n’importe quelle surface en verre, qui peut ensuite être réglée pour ajuster sa transparence en fonction de la météo extérieure. Contrairement aux verres de lunettes « photochromiques » existants, qui réagissent aux niveaux de lumière ambiante, notre matériau réagit aux signaux électriques, ce qui signifie qu’il peut être manipulé à volonté.

Notre nouvelle technologie sans indium offre un grand potentiel pour fabriquer les appareils à écran tactile de nouvelle génération tels que les téléphones intelligents ou les papiers électroniques, ainsi que les fenêtres intelligentes et les cellules solaires pour la durabilité environnementale. Cette technologie est prête à être étendue pour créer des revêtements sur du verre commercial, et nous poursuivons actuellement la recherche et le développement pour les adapter aux futurs appareils électroniques portables.



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