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Des composants électroniques imprimés en 3D à partir d’un dérivé du bois

Publié le 27 février 2019 par Mélanie R.

Des équipes de l’Université Simon Fraser (SFU) en Colombie-Britannique et du Laboratoire de matériaux appliqués au bois des Laboratoires fédéraux suisses pour la science et la technologie des matériaux (EMPA) travaillent actuellement sur un système électronique dérivé du bois imprimé en 3D. Les chercheurs seraient capables grâce aux technologies de produire des capteurs chimiques dans fil, écologiques et jetables : une nouvelle alternative au plastique qu’on trouve dans les circuits imprimés habituels ?

Les travaux de recherche autour des matériaux d’impression 3D s’accélèrent sur le marché de la fabrication additive, que ce soit autour du verre, des polymères hautes performances ou encore de matériaux intelligents capables de contrôler sons et vibrations à distance. Cette-fois, c’est au bois que s’intéresse cette équipe de chercheurs qui s’est penchée sur la bioélectronique.

impression 3D nanocellulose

Le professeur Woo Soo Kim devant une imprimante 3D delta sur mesure (crédits photo : SFU)

Les deux partenaires auraient imprimé leurs circuits électroniques en utilisant de la nanocellulose, un matériau généralement extrait de la pâte de bois. Celle-ci présente aujourd’hui de nombreuses caractéristiques intéressantes pour l’industrie puisqu’elle est à la fois très solide et légère – c’est aussi la matière organique la abondante sur Terre. Des propriétés qui expliquent sans doute le choix des chercheurs du SFU et de l’EMPA. Ils auraient analysé le potentiel du matériau en matière de création d’électronique, en testant le potentiel conducteur des nanofibres de cellulose (CNF) et des nanocristaux de cellulose (CNC) en combinaison avec un nanofil d’argent (AgNW).

Ils expliquent qu’ils ont créé différentes encres à partir de ces différentes nanofibres, qu’ils ont ensuite testées pour trouver une solution optimale. Le mélange CNF serait le plus adapté pour imprimer en 3D un circuit inducteur-condensateur sur un film de polyamide. Lorsqu’une charge électrique sera appliquée au circuit, les données pourraient être recueillies sans fil à partir du capteur imprimé en 3D en mesurant la fréquence radio.

impression 3D nanocellulose

Le design du capteur imprimé en 3D à partir de nanocellulose

Selon le professeur Woo Soo Kim, les résultats de ces dernières recherches contribueront à faire progresser le domaine de «l’électronique verte», c’est-à-dire des dispositifs fabriqués à partir de composants recyclés ou ceux utilisant des matériaux biodégradables. Il conclut : “Si nous pouvons transformer les plastiques contenus dans les PCB en matériaux composites à base de cellulose, le recyclage des composants métalliques sur la carte pourrait être collecté de manière beaucoup plus simple.”

Les cherchent précisent que ces capteurs créés par impression 3D devraient trouver des cas d’application concrets dans la biomédecine et la protection de l’environnement, un sujet devenu plus que préoccupant aujourd’hui. Retrouvez plus d’informations ICI.

 

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