Très employés comme capteurs inertiels aussi bien dans les smartphones que les manettes de jeux, les microsystèmes électromécaniques, ou MEMS, remportent un fort succès commercial. Généralement conçus en silicium, ils ne sont cependant pas toujours les mieux adaptés à des applications de capteurs chimiques et biologiques. Dans ce
contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le...), des chercheurs du laboratoire de l'Intégration du
matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) au système ont réalisé des MEMS en
matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) polymères aux performances électromécaniques très prometteuses.
© IMS
Ces MEMS produits au laboratoire de l'Intégration du matériau au système (IMS, CNRS/Université de Bordeaux/Bordeaux INP) sont inspirés de l'électronique flexible et intègrent un transistor spécialement développé pour convertir entre eux les signaux électroniques et mécaniques. La réponse d'un
polymère (Un polymère (étymologie : du grec pollus, plusieurs, et meros, partie) est un...) piézoélectrique, qui génère une
charge électrique (La charge électrique est une propriété fondamentale de la matière qui respecte le principe de...) quand il est soumis à une déformation
mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...), va être amplifiée par un transistor à effet de champ
organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande...) (OFET). La déformation du MEMS peut alors être mesurée avec une sensibilité remarquable. Combinés à des méthodes simples de fabrication réduisant nettement leur coût, ces MEMS organiques bénéficient des nombreuses propriétés différentes offertes par les matériaux polymères, pouvant être choisies "?sur mesure?" selon les applications voulues.
Intégrés et fabriqués sur un substrat plastique déformable, ces MEMS ont été utilisés pour des mesures d'humidité. Ils ont été recouverts d'un film d'hydrogel dont le volume change en présence d'humidité, ce qui provoque une déformation que le transistor piézoélectrique va mesurer. Cet exemple montre le potentiel des MEMS organiques intégrés comme
capteur (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une...) chimique. L'emploi d'autres couches sensibles que l'hydrogel devrait ouvrir de nouvelles applications, en particulier dans les domaines de la
pharmacologie (La pharmacologie est une discipline scientifique du vivant, subdivision de la biologie, qui...), de l'agroalimentaire, de l'
environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) ou de la sécurité. Tout comme les LED organiques ont tendance à remplacer leurs homologues inorganiques pour l'
affichage (L' affichage désigne l'application d'une surface de papier script dans un lieu public(et non du...), les MEMS organiques permettront de proposer des solutions innovantes et à bas coût, complémentaires aux approches
silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si...), notamment dans le domaine des capteurs et de l'
énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...).
Références:
Piezoelectric polymer gated OFET: Cutting-edge electro-mechanical transducer for organic MEMS-based sensors
D. Thuau, M. Abbas, G. Wantz, L. Hirsch, I. Dufour & C. Ayela
Scientific Reports 6, 38672 (décembre 2016)
DOI: 10.1038/srep38672
Contact chercheur:
Cédric Ayela - IMS