Electronique multi-supports (i.e., en forme et en matériaux)

Contexte

Nous assistons à l'émergence de nouvelles applications en lien avec les objets connectés, la maintenance prédictive, de nouveaux dispositifs médicaux, etc. où l'électronique devra offrir de nouvelles caractéristiques pour répondre aux nouveaux besoins (e.g., conformabilité, flexibilité, discretion, étirabilité, biocompatibilité).
L’électronique doit donc, une nouvelle fois, se réinventer pour devenir 3D et se fabriquer directement sur/dans des matériaux très complexes que ce soit par leurs formes (dépliable ou non) ou leurs compositions (fibreux, faible résistance à la température, "on body").
Fort de ce constat, depuis 2017, nous menons une recherche appliquée sur le développement de concepts (ref brevets[1-3]) permettant de "transférer" des fonctions électroniques où elle peuvent y apporter une valeur ajoutée, c'est à dire partout!

Notre stratégie se concentre essentiellement sur 2 axes de recherches menés en parallèles:

  • Axe 1: Elaboration d'un procédé de fabrication par "transfer printing" se voulant le plus adaptatif possible (générique) aux besoins applicatifs. Un autre volet de cette axe porte sur l'amélioreration de la conformabilité et de la résistance mécanique des matériaux lors de la phase de transfert sur la surface d'intérêt ou de sollicitations à un stimuli externe (contraintes mécaniques, e.g., étirement, abrasion...) en phase applicatives.
  • Axe 2: Etude de l'apport de l'électronique 3D, étirable, peu intrusive, etc. dans les applications liées à la surveillance de l'intégrité physique des matériaux, au développement de nouvelles interfaces homme-machine, de systèmes antennaires, etc.

Aujourd'hui, nos travaux à l'état de l'art[4-7] tels que ceux portant sur "l'hydrographic printing" sont reconnus par les acteurs majeurs de l'électronique conformable (cf la revue de Takao Someya: Well-rounded devices: the fabrication of electronics on curved surfaces - a review). Ces travaux académiques posent les fondements du transfert de nos technologies vers le tissu industriels, travail engagé par le biais d'un partenariat fort avec la Societé de transfert Technologique: SATT Ouest Valorisation.

Axe 1: Procédés de fabrication par transfer printing

Parmi les nombreux concepts à l'étude réaliser de l'électronique sur des substrats "non-conventionels", nous avons choisi de réaliser l'électronique sur un substrat hôte avant de ne transférer que l'électronique sur celui dit "non-conventionel" (3D, étirable, biodégradable, etc.) . Nous sommes convaincu que cette voie doit nous permettre de mettre au point le procédé de fabrication mettant en oeuvre la plus grande diversité de matériaux et de techniques afin de répondre au plus grand nombres de besoins.

 

Axe 2: Etude & Amélioration de la résistance mécanique des matériaux transférés

Après transfert sur l'objet, les matériaux constituants les fonctions électroniques sont soumis à des stimuli extérieurs. Nous étudions leur capacités à subir/résister à des déformations tels que des élongations. Les stratégies ne consiste pas à optimiser la capacité intrinsèque du matériaux à se déformer mais d'en optimiser le design aux l'échelles macro, micro voire nanoscopique.

En bref: Nous rendons étirable ce qui ne l'est pas ou peu!

Applications et preuves de concepts

Textile étirable

Textile étirable

Composites

IHM

Antennes

Electronique sur substrats hydrosoluble

Interconnexions 3D