LES SEMICONDUCTEURS
Les semiconducteurs sont des matériaux qui, comme leur nom l'indique, ne transporte pas aussi bien les courants électriques que les métaux, mais ne sont pas des isolants électriques non plus.
Certaines de leurs caractéristiques telle la possibilité de contrôler leur conductivité en faisant des mélanges de matériaux, en font des candidats parfaits pour plusieurs applications en électroniques, des puces d'ordinateur jusqu'aux piles solaires en passant par les diodes électroluminescentes.
En général, ces semiconducteurs sont fabriqués à partir de silicium, principal composant du sable, mais ce matériau, bien que très abondant, n'a pas que des avantages.
"Pour faire des circuits imprimés semi-conducteurs avec du silicium, il faut des investissements de plusieurs milliards de dollars en équipement".
Essentiellement, pour imprimer un circuit électronique avec du silicium, il faut d'abord le vaporiser, ce qui demande d'atteindre des températures de près de 3300 degrés C, pour ensuite le laisser se reposer sur une matrice.
Semi-conducteurs organiques
Cependant, il est possible de faire des semi-conducteurs organiques, c'est-à-dire faits
de plastique.
Ces derniers sont moins performants que le silicium, mais il est possible d'en faire une encre ou une peinture, ce qui les rend plus polyvalents.
Avec le silicium, c'est impossible car ce n'est pas soluble, c'est comme du sable.
Alors pour quelques millions de dollars, vous pouvez avoir des installations qui fabriquent des semi-conducteurs organiques.
Les semi-conducteurs de plastique ne seront probablement jamais aussi performants que ceux faits en silicium.
Toutefois, leurs caractéristiques physiques et chimiques, de même que leur faible coût,
leur ouvrent leur ouvrent tout de même une foule d'applications potentielles.
Jusqu'à maintenant, leur production s'est butée à divers écueils, surtout environnementaux.
Les molécules qui forment les plastiques sont des polymères, soit de longues chaînes chimiques formées de monomètres, les maillons de la chaîne.
Pour assembler ces maillons, il faut faire réagir le bout d'un premier avec le bout d'un
second, puis l'autre bout du second avec le bout d'un troisième, et ainsi de suite.
Pour les plastiques en général, il existe différentes façons de procéder qui sont très efficaces.
Pour qu'un plastique s'assemble de telle sorte qu'il devienne un semi-conducteur, il fallait jusqu'à présent recourir à des catalyseurs, soit des molécules qui forcent une réaction chimique à se produire, différents et à une série d'étapes, dont une produisait
des dérivés de l'étain qui sont assez toxiques.
Étapes éliminées
Il fallait aussi faire réagir entre elles des molécules assez grosses, alors que ce n'était qu'une petite partie de ces molécules qui, au final, se retrouvait dans le semi-conducteur.
Un polymère, c'est un peu comme une file de gens qui se tiennent par la main. Avec les produits qu'on utilise généralement pour fabriquer des semi-conducteurs de plastique,
c'est comme si on avait les bras qui pèsent plus lourd que le corps utile.
Il faut donc un grand poids de matériaux initiaux par rapport à ce que l'on veut produire en bout de ligne.
La solution à ces problèmes existait déjà. L'industrie pharmaceutique utilisait déjà un procédé nommé «arylation directe», où un catalyseur fait réagir certains monomètres,
plus précisément une partie de ces monomètres, des «liens carbone-hydrogène», que
l'on a longtemps crus chimiquement inertes.
En utilisant ce procédé, il est possible d'assembler des plastiques intéressants pour des
piles solaires, tout en réduisant le nombre d'étapes de fabrication.
Ce raccourci signifie une réduction des coûts qui diminuent, par un facteur de cinq, et
comme une des étapes éliminées était celle qui impliquait des dérivés de l'étain. Les
déchets produits par arylation directe sont donc moins toxiques que ceux de la méthode
traditionnelle.