Génie de Conception

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Quand le plastique devient conducteur


5 septembre 2020
Par GC Staff

Sujets

Dans un effort pour améliorer les grands écrans tactiles, les panneaux lumineux à DEL et les cellules solaires infrarouges montées sur les fenêtres, des chercheurs de l’Université du Michigan ont rendu le plastique conducteur tout en le rendant plus transparent.

Pour ce faire, les chercheurs ont mis en équilibre la conductivité et la transparence en créant une surface antireflet à trois couches. La couche métallique conductrice est prise en sandwich entre deux matériaux diélectriques (l’oxyde d’aluminium et l’oxyde de zinc) qui permettent à la lumière de passer facilement. Les diélectriques réduisent la réflexion de la couche de plastique et de métal entre eux.

« Nous avons développé un moyen de fabriquer des revêtements avec une transparence et une conductivité élevées, un faible voile, une excellente flexibilité, une fabrication facile et une grande compatibilité avec différentes surfaces », a souligné Jay Guo, professeur de génie électrique et d’informatique, qui a dirigé les travaux qui ont mené à cette innovation.

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Du côté le plus proche de la source de lumière, l’oxyde d’aluminium renvoie moins de lumière vers la source que la surface en plastique. Vient ensuite la couche métallique, composée d’argent avec une infime quantité de cuivre, d’une épaisseur de seulement 6,5 nanomètres, quant à l’oxyde de zinc, il aide à guider la lumière dans la surface en plastique. Une partie de la lumière est toujours réfléchie là où le plastique rencontre l’air du côté opposé, mais dans l’ensemble, la transmission de la lumière est meilleure que le plastique seul. Le taux de transfert est de l’ordre de 88,4 %, contre 88,1% pour le plastique seul.

Le succès de ces travaux a consisté à choisir de bons diélectriques, puis à déterminer la bonne épaisseur pour chacun afin de supprimer la réflexion du métal mince. En général, le matériau entre le plastique et le métal doit avoir un indice de réfraction plus élevé, tandis que le matériau le plus proche de l’affichage ou de la source lumineuse doit avoir un indice de réfraction inférieur.

Les chercheurs de l’Université du Michigan continue de faire avancer la technologie, en collaborant à un projet qui utilise des conducteurs transparents dans des cellules solaires pour un montage sur des fenêtres. Ceux-ci pourraient absorber la lumière infrarouge et la convertir en électricité, tout en laissant le spectre visible éclairer la pièce.
https://news.umich.edu


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