Vers des composants électroniques capables de fonctionner à des chaleurs extrêmes

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Le 11 décembre 2018
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composant électronique chaleur extrême
© Universite Purdue

Des chercheurs ont mis au point un alliage de polymères permettant à la fois de conduire l'électricité et de résister à un large éventail de températures. Il pourrait être utilisé dans le cadre de composants électroniques capables de fonctionner même dans des conditions extrêmes de froid ou de chaleur.

Les dispositifs électroniques traditionnels, qu'il s'agisse de téléphones ou de voitures électriques, sont conçus pour une utilisation optimale à une température allant d'environ -40 à 85 °C. En dehors de cette plage, des dysfonctionnements peuvent être constatés.

Un mélange minutieux de deux polymères

Des chercheurs de l'université Purdue, aux États-Unis, ont œuvré pour dépasser ces limites. Leur idée initiale était, somme toute, assez simple : mélanger deux matériaux, l'un capable de conduire le courant, l'autre pouvant résister à un large spectre de températures. Si le principe semble trivial, son application l'est beaucoup moins.

En effet, il fallait premièrement identifier deux matériaux compatibles, c'est-à-dire pouvant être mêlés l'un à l'autre. De plus, il était nécessaire de trouver le bon ratio pour chacun, afin qu'une matière ne prenne pas le dessus sur la deuxième. Ils ont finalement abouti au mélange homogène d'un semi-conducteur, capable de transporter la charge électrique, et d'un plastique isolant, pour la résistance au froid et à la chaleur.

Des performances stables sous de fortes chaleurs

En réalité, la prouesse de cette étude ne réside pas seulement dans la capacité du matériau à conduire l'électricité dans des conditions extrêmes, résistant jusqu'à 220 °C. Les scientifiques ont également pu observer que ses performances ne s'altéraient pas malgré les variations de température imposées.

Du côté des applications, on peut penser en premier lieu à des composants électroniques pouvant fonctionner sans encombre dans le désert ou en Antarctique. Mais les enjeux vont au-delà de ces considérations, car de tels éléments pourraient également servir pour surveiller l'état de voitures ou d'avions, au plus près de l'échappement ou du moteur, où les températures sont très élevées. Cela permettrait alors des mesures plus précises, via les nombreux capteurs présents dans les appareils.

Les chercheurs vont désormais poursuivre leurs travaux, afin de déterminer les limites précises de température de fonctionnement de leur nouveau matériau et vont tâcher de le rendre plus résistant, notamment au froid, une mission plus complexe encore que pour la chaleur.

Source : Université Purdue

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