Matériaux fonctionnels avancés (2025). DOI : 10.1002/adfm.202527396
Et si l’on pouvait créer des circuits électroniques simplement en traçant des lignes au crayon sur du papier ou des feuilles, puis les appliquer immédiatement à des robots souples ou à des dispositifs de surveillance de la santé fixés à la peau ? Des chercheurs coréens ont mis au point une technologie de matériaux électroniques qui permet de former un métal liquide conducteur sous forme de poudre fine, ce qui rend possible le dessin de circuits directement sur une grande variété de surfaces.
Cette technologie ouvre de nouvelles perspectives pour l’électronique flexible de nouvelle génération, notamment pour des applications sur papier et plastique, ainsi que dans les systèmes robotiques souples et les dispositifs portables. Ces travaux de recherche ont été publiés dans la revue Advanced Functional Materials .
Une équipe de recherche dirigée par le professeur émérite Inkyu Park du département de génie mécanique, en collaboration avec l’équipe du Dr Hye Jin Kim de l’Institut de recherche en électronique et télécommunications (ETRI), a développé une technologie de matériau électronique à base de poudre de métal liquide qui permet de dessiner directement des circuits électroniques sur les surfaces souhaitées.
Comment le métal liquide devient imprimable
Le matériau étudié par les chercheurs est un métal liquide, qui se comporte comme un liquide tout en conduisant l’électricité comme un métal. Cependant, les métaux liquides conventionnels présentent une tension superficielle très élevée et une faible mouillabilité sur la plupart des surfaces, ce qui complique la réalisation de circuits précis aux emplacements souhaités. Ils ont tendance à s’étaler ou à s’agglomérer facilement, nécessitant des traitements de surface ou des étapes de fabrication supplémentaires qui limitent leurs applications pratiques.
Matériaux fonctionnels avancés (2025). DOI : 10.1002/adfm.202527396
Pour pallier ces limitations, l’équipe de recherche a mis au point une nouvelle approche qui transforme le métal liquide en fines particules de poudre. Chaque particule est constituée de métal liquide encapsulé dans une fine couche d’oxyde.
Dans des conditions normales, la poudre ne conduit pas l’électricité. La couche d’oxyde se forme naturellement lorsque le métal réagit avec l’oxygène de l’air, créant un film protecteur très fin. Cependant, une légère stimulation mécanique , comme un brossage au pinceau ou une pression du doigt, provoque la rupture de cette couche d’oxyde et l’adhérence des particules métalliques, rendant ainsi la poudre conductrice.
Autrement dit, la poudre peut être appliquée sur une surface et seules les zones requises peuvent être pressées pour « activer » le circuit électronique, surmontant ainsi les difficultés de diffusion et de structuration associées aux circuits à métal liquide conventionnels.
Dessiner des circuits sur presque n’importe quelle surface
L’une des caractéristiques les plus remarquables de cette technologie est sa polyvalence, qui lui permet d’être utilisée sur différents supports et matériaux. Sans aucun traitement thermique , des circuits peuvent être créés instantanément sur des surfaces telles que le papier, le verre, le plastique, les textiles et même les feuilles de plantes vivantes.
Matériaux fonctionnels avancés (2025). DOI : 10.1002/adfm.202527396
Cette méthode réduit considérablement les problèmes tels que l’étalement, la sédimentation et la distorsion des motifs qui étaient courants dans les circuits à métal liquide conventionnels, permettant une fabrication de circuits stable sur diverses surfaces.
Grâce à cette technologie, l’équipe de recherche a démontré des applications pratiques, notamment des dispositifs de surveillance de la santé sans fil intégrés à la peau et des circuits flexibles pour robots souples capables de modifier librement leur forme. La possibilité de fabriquer des circuits précis sur de nombreuses surfaces sans équipement complexe laisse présager des applications dans les systèmes électroniques de nouvelle génération, tels que les dispositifs de santé portables, la robotique souple et l’électronique flexible.
Électronique recyclable, durable et prête pour l’avenir
Cette technologie présente également des avantages en matière de durabilité environnementale. Après utilisation, les circuits peuvent être dissous dans l’eau et traités chimiquement (par exemple avec de l’hydroxyde de sodium, NaOH) pour récupérer le métal liquide. Ce métal récupéré peut ensuite être reconverti en poudre et réutilisé. Cette propriété fait de cette technologie une solution respectueuse de l’environnement qui contribue à réduire les déchets électroniques.
La poudre présente également une performance stable. Selon l’équipe de recherche, elle conserve ses propriétés fonctionnelles même après plus d’un an de stockage à température ambiante et reste électriquement intacte après des dizaines de milliers de cycles de flexion ou de torsion. Ces caractéristiques la rendent idéale pour les circuits électroniques temporaires qui disparaissent après usage, ainsi que pour les dispositifs électroniques personnalisables.
Le professeur émérite Inkyu Park a déclaré : « Ces recherches permettent de fabriquer des circuits électroniques aussi intuitivement que de dessiner un dessin, tout en permettant le recyclage des matériaux », ajoutant : « Nous prévoyons des applications dans divers domaines, notamment les ordinateurs portables et les systèmes IoT adaptatifs capables de changer de forme. »
https://news.kaist.ac.kr/newsen/html/news/?mode=V&mng_no=59390
https://techxplore.com/news/2026-03-mechanically-liquid-metal-powder-users.html
