Puces électroniques en papier : Elvira Fortunato et Rodrigo Martins finalistes du Prix de l’inventeur européen
- L'équipe de recherche portugaise d'Elvira Fortunato et Rodrigo Martins nommée dans la catégorie «Recherche» du Prix de l'Office européen des brevets (OEB)
- Leur concept innovant de puces électroniques fabriquées à base de cellulose offre une alternative économique et écologique aux puces en silicium
- BenoîtBattistelli, Président de l'OEB: « Ces puces en papier permettent d'intégrer les technologies informatiques intelligentes dans des secteurs totalement nouveaux de la vie quotidienne. »
Munich, 26 avril 2016 - Les transistors conventionnels sont composés de silicium électronique, dont la production est fortement consommatrice d'énergie et émettrice de gaz à effet de serre. Cet inconvénient, à la fois économique et écologique, limite le nombre et les types d'appareil pouvant être équipés de puces en silicium. L'ingénieux transistor développé par Elvira Fortunato (51 ans) et son mari Rodrigo Martins (64 ans) de la Nouvelle Université de Lisbonne apporte une solution à ce problème.
Pour cette invention, l'Office européen des brevets (OEB) a nommé Elvira Fortunato et Rodrigo Martins parmi les trois finalistes de la catégorie « Recherche » du Prix de l'inventeur européen 2016. Les lauréats de la 11ème édition de ce prix décerné chaque année par l'OEB seront annoncés lors d'une cérémonie à Lisbonne le 9 juin prochain.
« Les puces électroniques à base de papier développées par Elvira Fortunato et Rodrigo Martins permettent d'intégrer des technologies informatiques intelligentes dans des domaines totalement nouveaux de la vie quotidienne », a déclaré le Président de l'OEB, Benoît Battistelli. « Ces puces en papier favorisent l'émergence d'une nouvelle génération d'appareils peu coûteux et recyclables, qui pourront jouer un rôle important dans l'essor de l'Internet des Objets », a-t-il ajouté.
Quand le papier remplace le silicium
Présent dans tous les appareils électroniques et dispositifs connectés, les transistors sont le « cerveau » de l'électronique. Le transistor conventionnel est imprimé sur une puce en silicium, qui agit à la fois comme un semi-conducteur conduisant le flux d'électrons et comme un composant diélectrique ou un isolant pour stocker et bloquer du courant. Si les ingénieurs parviennent depuis longtemps à intégrer de l'électronique dans du papier, Elvira Fortunato et Rodrigo Martins ont eu l'idée d'habiller des feuilles de papier avec des semi-conducteurs composés d'oxydes de zinc, de gallium et d'indium connectés grâce à une couche d'aluminium pour remplacer totalement le silicium dans ce processus. Avec ce revêtement, le papier ne devient pas seulement un substrat du transistor mais également une couche diélectrique - son composant isolant. Le « transistor en papier » qui en résulte est particulièrement bon marché et peu énergivore puisqu'il ne nécessite pas de hautes températures pour être traité, comme le silicium, mais est aussi totalement recyclable. Il reste toutefois beaucoup moins rapide que son équivalent en silicium et n'a donc pas vocation à le remplacer totalement. Toutefois, son avantage réside surtout dans le fait qu'il rend possible des applications informatiques de faible technologie, par exemple dans certains aspects simples de la vie quotidienne.
« Bien entendu, le papier électronique ne va pas remplacer tout ce qui est actuellement basé sur la technologie du silicium. Il peut servir cependant à compléter des technologies existantes, par exemple, pour des applications qui doivent être produites en grandes quantités et à moindre coût », a déclaré Elvira Fortunato.
Une électronique intelligente et à usage unique
La microélectronique en papier a le potentiel de créer un marché nouveau pour des objets jetables à puce, notamment pour des appareils intelligents et connectés pouvant être recyclés après utilisation. Ce faisant, elle ouvre la voie à la création d'appareils futuristes, comme des panneaux d'affichage et journaux animés, ou encore des cartes de visite et étiquettes alimentaires avec mise à jour automatique. Les puces en papier bon marché facilitent aussi l'utilisation des étiquettes RFID - par exemple sur les containers de transport pour limiter la perte d'articles en transit - ce que le coût élevé des puces en silicium ne permet pas aujourd'hui. Enfin, les transistors en papier pourraient réduire l'impact environnemental du silicium et développer le marché européen de la cellulose, qui représente 30 % de la production mondiale.
Elvira Fortunato : une experte des nanotechnologies
Elvira Fortunato a obtenu son diplôme en Physique et Science des matériaux à la Nouvelle Université de Lisbonne (UNL) en 1987. Après un doctorat en microélectronique et optoélectronique en 1995 elle a concentré ses recherches sur l'application des oxydes inorganiques dans l'électronique, domaine dans lequel elle fait figure de pionnière. Depuis 1998, elle dirige l'Institut des Nanomatériaux, de la Nanofabrication et de la Nanomodélisation de l'UNL (CENIMAT), un important think tank en lien étroit avec les start-ups et les initiatives de recherche publiques. Au cours de sa carrière, Elvira Fortunato a été à l'origine de 40 brevets déjà délivrés et 20 autres brevets en cours.
Combler le fossé entre la recherche et l'industrie
En 2008, ses transistors en papier ont attiré l'attention de l'entreprise portugaise de réalité augmentée YDreams, qui a confié au CENIMAT la mission de transformer le papier en surface interactive pour l'électronique. La Commission Européenne a apporté la majorité des financements au projet. La même année, YDreams a protégé le nom Paper-e® pour les transistors en papier d'Elvira Fortunato en tant que marque valide dans 14 pays.
Dans un avenir proche, le domaine le plus prometteur pour les transistors en papier est le marché de l'emballage intelligent électronique. Selon les analystes, la demande mondiale dans ce secteur devrait atteindre 1,51 milliard d'euros d'ici 2022. Ainsi, la microélectronique en papier jetable pourrait créer un nouveau segment sur le marché mondial lucratif des transistors, estimé aujourd'hui à 4,21 milliards d'euros, et qui devrait atteindre 10,56 milliards en 2021.
Ressources additionnelles
En savoir plus sur les inventeurs
Accéder au brevet : EP2235741,
EP2059810
Nanotechnologie : la prochaine révolution des sciences des matériaux
L'invention de transistors en papier n'aurait pas été possible sans les avancées majeures réalisées dans le domaine des nanotechnologies. Les nanotechnologies (du grec « νᾶνος nános » - « nain ») ont captivé l'imagination des artistes et des scientifiques pendant des décennies. Aujourd'hui, le monde du « nano » est le prochain grand enjeu des sciences des matériaux. En savoir plus sur les nanotechnologies
Au sujet du Prix de l'inventeur européen
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