Des cristaux liquides aux matériaux diélectriques 3D – 3Dielectric

Les matériaux diélectriques sont des isolants électriques qui peuvent être polarisés par un champ électrique appliqué. Ils sont entre autres demandés pour la production de condensateurs, qui sont les composants de stockage d'énergie les plus importants dans la technologie des circuits électroniques. La capacité d'imprimer des matériaux diélectriques et des condensateurs sur des surfaces planes ou des objets 3D est la clé pour réaliser une électronique entièrement imprimée. En raison de la faible densité d'énergie des matériaux diélectriques imprimables disponibles dans le commerce, ces condensateurs occupent actuellement une surface et un poids d'impression importants dans l'ensemble des dispositifs électroniques imprimés. Aujourd'hui, il reste difficile de développer de nouveaux matériaux diélectriques avec une imprimabilité et une densité d'énergie élevée.

Nous abordons ce problème en proposant une nouvelle génération de matériaux diélectriques 3D fondés sur le concept original d’encres diélectriques à base d’eau et composées de polymères et de nanoplaquettes cristallines liquides. Contrairement aux projets concurrents d'hybrides inorganiques/organiques mélangés de manière aléatoire, notre concept conduira à une plus grande densité d'énergie en générant une polarisation plus forte à des champs électriques plus élevés grâce au contrôle multi-échelle de la structure composite par une combinaison d'auto-assemblage et de microfabrication. Ce projet bénéficie de l'expertise du laboratoire CRPP de la matière molle. Il permettra surtout d’élargir le champ de recherche actuel en mettant en œuvre de nouveaux traitements, de nouvelles fonctionnalités et des applications de matières molles.

Pour atteindre les objectifs du projet, nous formons une équipe pluridisciplinaire de chimistes, physico-chimistes et scientifiques des matériaux, qui couvrira les tâches du projet. La production de condensateurs entièrement imprimés par jet d'encre à l'échelle du laboratoire sera validée et leurs spécifications techniques seront évaluées, de sorte que les encres développées et les condensateurs imprimés du projet puissent être développés à court-moyen terme pour les marchés réels.