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Accueil du site > Equipes scientifiques > Nanotubes et Graphène - NTG

Electronique organique, MEMS

La richesse de leurs propriétés électroniques et leur stabilité chimique font des NTC et du graphène des matériaux de choix pour l’électronique organique. L’équipe s’est fortement orientée vers ce domaine dans les dernières années. Cette stratégie repose sur des justifications scientifiques et technologiques mais aussi sur l’environnement local et international. En effet, l’équipe intervient au sein du LABEX AMADEUS dans un des axes prioritaires qui concerne l’organique électronique. De plus elle est engagée dans un partenariat avec le groupe Linde pour le développement d’encres électroniques et d’électrodes transparentes pour l’affichage, entre autres.

Electrodes transparentes

Compte tenu de leur fort rapport d’aspect les NTC et le graphène présentent de bas seuils de percolation qui permettent d’obtenir des films conducteurs avec une faible quantité de matière. Ces matériaux constituent une alternative aux oxydes d’indium et d’étain aujourd’hui utilisés dans les écrans plats. La disponibilité limitée et le cout croissant de l’indium motivent des recherches importantes sur les électrodes transparentes à base de NTC ou de graphène. Les approches pour réaliser de telles électrodes sont diverses mais l’équipe, compte tenu de son expertise, s’est tournée vers le développement d’encres électroniques destinées à être déposées par pulvérisation, enduction par rouleau, etc. Ces travaux ont été, ou sont, menés dans le cadre de projets ANR (IMPEC et IMAGE portés par le LCPO Bordeaux, GRAAL porté par l’équipe), FUI toujours en cours (ISOCEL porté par Arkema), et de partenariat industriel (Groupe Linde). A transparence égale, les films préparés à partir de solutions de sels de NTC ont une conductivité dix fois meilleure que celle de films provenant de suspensions de NTC obtenues par sonication avec des tensioactifs. Ces résultats ont été corrélés avec la longueur des NTC qui peut atteindre la dizaine de microns dans les solutions de sels de NTC. Ces travaux sont maintenant développés par Linde, sous accord d’exploitation des brevets du CRPP.

L’équipe s’est aussi intéressée à des dispersions stabilisées par des tensioactifs ou des copolymères à blocs, dont des copolymères à blocs conducteurs synthétisés par le LCPO. Ces systèmes nécessitent l’apport d’énergie mécanique pour être homogénéisés mais bénéficient d’une formulation simple et de l’utilisation de solvants aqueux. Nous avons notamment étudié l’effet d’interactions attractives sur le comportement de phase et la rhéologie d’encres électroniques. La formation d’agrégats de NTC en réponse à des interactions de déplétion résulte en des augmentations de viscosité. Ces augmentations permettent d’éviter le démouillage des encres avant leur séchage. Sur le plan structural et thermodynamique, nous avons montré que les interactions attractives faibles induisent un accroissement de la connectivité des NTC, associé à une baisse du seuil de percolation et à des améliorations de conductivité.

Micro electro-mechanical systems (MEMS) :

Nous nous sommes engagés depuis 2013 dans le cadre du projet ANR ELENA porté par l’équipe et du LABEX AMADEUS dans le développement de matériaux pour les MEMS organiques. Un objectif important est la réalisation de nanocomposites électrostrictifs performants à base de réseaux quasi-percolés de NTC ou de graphène.