Synthèse de nanohélices hybrides par auto-assemblage de type "bottom up" pour la fabrication de capteurs de déformation flexibles

Abstract

Les capteurs de déformation flexibles et biocompatibles constitués d’assemblages de nanoparticules (NPs) sont prometteurs pour diverses applications futures, telles que la peau électronique, les écrans tactiles flexibles ou la robotique. Le principe de ces capteurs de déformations repose sur la conduction par effet tunnel entre les NPs qui varie de façon exponentielle lorsque que le film de NPs est déformé. Cependant, la sensibilité, la reproductibilité et la stabilité de ces capteurs sont affectées par les variations d'épaisseur, de morphologie et de densité des films lors de la fabrication ou au cours de leur utilisation. L’objectif de ces travaux est de développer des capteurs de déformations basés sur l'utilisation d’assemblages de nanohélices de silice recouvertes de NPs métalliques conductrices ou de NPs d’oxydes métalliques semi-conductrices pour surmonter ces aspects critiques. Dans la première partie, des NPs d’or sont synthétisées et fonctionnalisées avec différentes compositions de ligands isolants et sont ensuite greffées à la surface des nanohélices de façon covalente. Dans la seconde partie, des NPs semi-conductrices transparentes d’oxyde d’étain dopé à l’antimoine sont synthétisées, fonctionnalisées et assemblées à la surface des nanohélices par interactions électrostatiques ou covalentes. Enfin, les différents assemblages obtenus sont déposés par diélectrophorèse entre des électrodes interdigitées sur un substrat flexible. Les propriétés de flexibilité, de sensibilité et de stabilité des capteurs fabriqué sont ensuite caractérisées à l’aide de mesures électromécaniques couplées à des observations en microscopie électronique à balayage.