Ces métaux liquides façon Terminator vont révolutionner l’électronique

Les smartphones deviennent de plus en plus extravagants. Je me contente sans problème d'un humble iPhone SE dont le design tout simple me permet de le glisser sans problème dans ma poche. Hélas, la tendance est aux téléphones clinquants à cristaux liquides qui approchent la taille d'un plateau-repas. On peut espérer que nous approchons un seuil critique dans l'augmentation des dimensions des téléphones portables, et que bientôt, des millions de consommateurs réaliseront comme un seul homme qu'ils ont l'air de parfaits crétins quand ils appellent leur mère.

Ce point critique de l'ergonomie électronique met en relief un problème très ancien en ingénierie informatique : la rigidité des composants. Ils ne se plient pas, ils cassent. Si l'on essaie de glisser une phablette 7 pouces dans la poche arrière de son jean avant de vaquer à des activités normales, comme, mettons, s'asseoir sur une chaise, nous savons pertinemment qui, de l'appareil et des fesses, gagnerait la bataille. Les fesses résistent, les gadgets à 500 dollars cassent.

L'électronique souple suscite toutes les convoitises depuis bien longtemps déjà. Mais le silicone, lui, est aussi fragile que du verre. Les matériaux légèrement malléables comme le cuivre, quant à eux, manquent cruellement d'élasticité. Et puis il y a les métaux liquides.

Cette semaine, des chercheurs de l'Université RMIT de Melbourne, en Australie, ont décrit dans Nature Communications une technique révolutionnaire : cette dernière permet à des métaux liquides de bouger et de se réorganiser de manière parfaitement autonome en réponse aux variations des conditions de leur environnement. Cela permettrait de fabriquer des composants électroniques souples et fluide, que l'on modifier et reconfigurer à l'infini.

« À température ambiante, les métaux liquides constituent des supports remarquables pour des composants mécaniques, des systèmes électrochimiques réversibles, des capteurs souples, des des composants électriques dans des canaux microfluidiques, et sont adaptés à l'impression 3D en trois dimensions ainsi qu'à l'électronique étirable et reconfigurable, » explique l'article. « Évidemment, il faudra contrôler parfaitement les mouvements et la déformation des métaux liquides pour que ces applications voient le jour. »

Ce contrôle est possible est a déjà donné lieu à différentes techniques. Cependant, aucune n'égale l'efficacité de celle-ci. Ici, les métaux liquides peuvent être déplacés et reconfigurés en modifiant la répartition des charges électriques à leur surface. Tout est réalisé sur le plan chimique.

Grâce à cette méthode, l'équipe australienne a réussi à créer « des objets mouvants, des transistors et des pompes » à la demande. Avec un noyau conducteur métallique entouré d'une couche d'oxyde semi-conducteur, le métal liquide, un alliage à base de gallium appelé galinstan, arrive à répondre parfaitement aux contraintes fonctionnelles de l'électronique « traditionnelle. » Le communiqué de presse qui a accompagné la publication de l'article fait d'ailleurs l'analogie avec un modèle de Terminator particulièrement redoutable.

Afin de mieux comprendre comment ce métal se meut, les chercheurs ont d'abord immergé des gouttes de galinstan dans de l'eau liquide. « Placer ces gouttelettes dans un autre liquide avec un contenu ionique permet de briser la symétrie de leur répartition et de se déplacer librement en trois dimensions ; mais jusqu'ici, nous ne parvenons pas à comprendre les principes fondamentaux des interactions entre le métal liquide et le fluide environnant, » explique Kourosh Kalantar-zadeh, l'auteur principal de l'étude, dans le communiqué.

« Nous avons ajusté les concentrations des composants à base de sel et d'acide, et observé les effets de ces variations, » explique-t-il. « Il s'agit simplement de peaufiner la chimie de l'eau : les gouttelettes de métal liquide se déplacent et changent de forme, sans nul besoin de stimulants mécaniques, électroniques ou optiques externes. »

Par rapport aux autres métaux liquides, le gallium présente l'immense avantage d'être peu toxique. Bien que son point de fusion de 29.8 °C soit un peu trop élevé pour être adapté à un usage quotidien, lorsqu'il est mélangé avec de l'indium et de l'étain, comme dans le cas de l'alliage galinstan, ce point de fusion tombe à 0°C.

Bon, c'est vrai, le T-1000 n'a pas besoin d'un bain d'électrolytes soigneusement contrôlé pour fonctionner. D'ailleurs, il n'a même pas besoin d'un pantalon. Mais le temps de l'électronique molle est éminent, et on ne peut que s'en réjouir, même si cela signifie que les robots tueurs du futur seront beaucoup moins charismatiques que prévu.