Nanotexturation de métaux sur substrats souples par activation mécanique de surface – MetaFleSS

La fabrication des composants électriques, chimiques et photoniques sur substrats souples, étirables et biocompatibles représente une étape incontournable pour le développent d’une nouvelle génération de dispositifs avancés avec de nouvelles fonctionnalités. Dans ce contexte, un grand défi consiste à développer des nouvelles technologies pour générer, localisér et stabiliser des nano-objets métalliques sur des surfaces flexibles par des procédés industriellement viables. Les protocoles existants pour fabriquer des nanostructures métalliques ont été démontrés seulement sur des petites surfaces et/ou à résolutions limitées. Ces techniques impliquent généralement plusieurs étapes qui sont difficiles (et couteuses) à réaliser sur des substrats polyméres à l'échelle nanométrique sans dégradation et délamination des nanostructures.
Le projet MetaFleSS vise à développer une technique de nanofabrication simple, respectueuse de l'environnement et transposable sur une large échelle, basée sur la generation et localisation in-situ de nano-objets métalliques sur des substrats flexibles et étirables. L'approche est basée sur la réduction métallique induite par une réaction d’homolyse mécanique localisée à la surface, approche récemment démontrée dans la littérature et par nos résultats préliminaires. Pendant l’étape de pelage mécanique, la rupture homolytique des liaisons induit la formation de "mécano-radicaux" sur la surface qui agissent comme sites réducteurs; l’immersion dans des solutions aqueuses contenant un précurseur métallique, conduise à la formation de nanoparticules métalliques sur la surface. Afin de mieux contrôler la formation des radicaux sur la surface, l'interface de contact sera conçue de façon rationnelle. Dans la première partie du projet, le processus de réduction assistée par homolyse mécanique sera étudié. Le premier objectif est donc d'accéder à la mecano-réactivité de l'interface hybride sur des surfaces planes, afin de comprendre le mécanisme de formation de nanoparticules métalliques, avec des caractéristiques controlees. Le deuxième objectif du projet consistera à explorer le potentiel de cette approche pour génerer une nanotexturation. Afin de localiser dans l'espace le processus de réduction, l'interface hybride sera générée en utilisant des surfaces de contact avec des hétérogénéités topographiques et chimiques. Des surfaces céramiques texturées obtenus par nanoembossage et / ou auto-assemblage micellaire seront utilisées pour explorer la limite de l'approche en terme de géométrie et de résolution. Enfin, les propriétés des composants métalliques nanostructurés flexibles/étirables seront testés afin de développer des dispositifs fonctionnels.