Invention : Puces à base de papier
L'invention des transistors en papier par la scientifique portugaise Elvira Fortunato et Rodrigo Martins de la Nouvelle Université de Lisbonne offre une alternative plus économique et moins consommatrice d'énergie aux puces en silicium. Les applications dans la vie courante comprennent les biocapteurs, des emballages produits « intelligents », des étiquettes d'expédition en réseau et des panneaux animés.
L'ère numérique a
constamment érodé le pouvoir du papier et de l'impression. Depuis les journaux
et les livres jusqu'aux panneaux d'affichage et aux cartes de visite, le
silicium a remplacé la cellulose à une vitesse à couper le souffle. Toutefois,
il est peut-être trop tôt pour célébrer la fin du papier. Un ingénieux
transistor en papier, développé par Elvira Fortunato et Rodrigo Martins, promet de
propulser la technologie numérique dans une myriade de nouvelles applications.
Alors que la technologie dans sa forme actuelle a peu de chances de supprimer
totalement les puces en silicium, elle pourrait être la clé pour des
applications où le silicium est trop onéreux et inefficace. Ses utilisations
potentielles comprennent les étiquettes d'identification par radiofréquence
(RFID) pour la gestion des expéditions et des stocks et la mise à jour
automatique des billets d'avion, des cartes de visite et des étiquettes
alimentaires.
Même si les ingénieurs électriques sont déjà parvenus à intégrer avec succès de l'électronique dans du papier, l'équipe rentre dans l'Histoire, car elle est la première à avoir réussi à incorporer du papier - ou, en termes scientifiques, de la cellulose - en tant que partie fonctionnelle du transistor. Cette découverte a été réalisée en habillant des parties du transistor en papier avec des oxydes inorganiques, créant ainsi le composant isolant normalement fabriqué en silicium ou dans un autre matériau inorganique.
Bénéfices pour la société
Les transistors conventionnels sont composés de silicium électronique, dont la production est un processus gaspilleur, avec un fort impact environnemental. Le processus est gaspilleur, car jusqu'à 80 % du silicium métallurgique naturel est perdu pendant la purification. Et l'impact est élevé à cause de l'utilisation de gaz à effet de serre, comme l'hexafluorure de soufre - le gaz à effet de serre le plus dangereux par molécule, car une seule tonne équivaut à 25 000 tonnes de CO2.
Un changement pour des transistors en papier réduirait la charge environnementale du silicium et développerait le marché européen de la cellulose qui représente 30 % de la production mondiale totale. L'invention des puces en papier bon marché facilite également l'utilisation des étiquettes RFID sur des articles comme des paquets de nourriture sur les rayons des supermarchés ou dans les containers de transport - empêchant ainsi l'exposition aux aliments contaminés ou la perte d'articles en transit - actuellement limitée par le coût élevé des puces RFID en silicium.
Avantages économiques
En 2008, l'entreprise portugaise de réalité augmentée YDreams a protégé le nom Paper-e® pour les transistors en papier de Fortunato en tant que marque valide dans 14 pays. Créée en 2000 comme filiale de la Nouvelle Université de Lisbonne, YDreams est basée à Lisbonne, mais possède également des bureaux à Austin, USA, et Rio de Janeiro, Brésil, et compte 120 employés dans le monde. L'entreprise produit actuellement des prototypes avec la technologie des puces en papier, dont un billet d'avion à mise à jour automatique, et travaille sur l'entrée en bourse avec un financement officiel : le travail de Fortunato sur les oxydes inorganiques dans l'électronique a été retenu par le Conseil Européen de Recherche pour une bourse de 2,5 millions d'€ - la somme la plus importante attribuée à un scientifique portugais à ce jour.
Dans un avenir proche, le domaine le plus prometteur pour les transistors à base de cellulose est le marché de l'emballage intelligent électronique. Selon un rapport IDTechEx, la demande mondiale dans ce domaine se développera rapidement et passera de 26 millions d' € (30 millions USD) en 2012 à 1,51 milliard d'€ (1,7 milliard USD) d'ici 2022.
Ainsi, la microélectronique en papier jetable a le potentiel de créer une nouvelle catégorie sur le marché mondial lucratif des transistors. En 2014, Research and Markets a estimé le marché combiné des transistors bipolaires à porte isolée (IGBT) et des transistors à oxydes métalliques à effet de champ (MOSFET) à 4,21 milliards d'€ (4,785 milliards USD). Le marché devrait se développer à un taux de croissance annuel de 11,7%, à plus de 10,56 milliards d'€ (12 milliards USD) d'ici 2021.
