Des chercheurs ont réussi à mettre au point des câbles électriques pouvant être étirés à 8 fois leur taille initiale tout en conservant leurs propriétés de conduction du courant. Ces travaux ouvrent la voie à de nombreuses applications commerciales.
Si plusieurs sociétés se penchent sur les écrans flexibles, des câbles électriques étirables sont également en développement. Avec d’autres composants flexibles ou déformables, ils pourraient permettre à de nouveaux produits électroniques de voir le jour, mais aussi d’améliorer le câblage informatique.
C’est la raison pour laquelle, des chercheurs de l’université de Caroline du Nord, située dans la ville de Raleigh aux Etats-Unis, ont mis au point des câbles électriques étirables avec des propriétés remarquables.
Ils font suite aux travaux de chercheurs de l’université du Michigan qui ont développé un matériau conducteur pouvant être étiré jusqu’à 4 fois sa longueur initiale tout en conservant 90% de sa conductance. Pour y parvenir, ils avaient développé des nanoparticules d’or incorporées dans un polymère (de type élastomère) élastique de polyuréthane.
Etiré, il conserve sa conductivité électrique

Ici, ce sont des fibres en polymères spécifiques qui ont été développées pour l’occasion. Elles sont remplies d’un alliage « liquide » de gallium et d’indium qui constitue un excellent conducteur (de l’électricité). L’ajout d’un conducteur à ces fibres ne modifie pas leurs propriétés mécaniques, indiquent les chercheurs.
Logiquement, des mesures électriques montrent qu’en s’allongeant, la résistance de la fibre augmente (le fil devient moins conducteur), sa section diminuant. Cependant, les chercheurs ont également découvert que la section passe de triangulaire à ronde lorsque la fibre est étirée. De ce fait, la résistance diminue beaucoup moins à l’étirement que prévu et le fil électrique reste ainsi conducteur.
C’est la clef de voûte des travaux, les fibres mises au point pouvant ainsi être étirées de 8 fois leur taille initiale tout en conservant des propriétés de conduction électrique. Les travaux précédents sur des fibres électriques étirables nécessitaient d’ajouter plus de métal pour que la fibre reste conductrice, ce qui lui faisait perdre sa ductilité.
« Nos fils sont largement plus extensibles que les fils les plus conducteurs et au moins un ordre de grandeur plus conducteur que les fils les plus extensibles », explique Michael Dickey, professeur adjoint à l’université de Caroline du Nord et co-auteur de l’étude.
Une multitude d’applications

De nombreuses applications sont visées par ce type de câbles. Ils pourraient être utilisés pour la connectique de casques audio ou d’autres produits d’électronique grand public, notamment dans le domaine du wearable computing. Des applications industrielles sont également en ligne de mire pourle câblage d’ordinateurs, de serveurs, voire de datacenters entiers, des câbles électriques étirables permettant d’ajuster exactement les longueurs de câblage.
Mais, pour l’heure, les chercheurs doivent encore résoudre des problèmes techniques avant qu’une utilisation commerciale ne soit envisageable. Les travaux des chercheurs de l’université de Caroline du Nord ont été présentés à la conférence DesignCon 2014 qui s’est déroulée du 28 au 31 janvier 2014 à Santa Clara en Californie.