Voici un scénario que l'on aimerait bien voir se réaliser pour de bon. Suite à une chute ou un frottement avec des clés dans une poche ou un sac, votre smartphone présente des rayures à la surface de son écran. Le mobile affiche une notification et propose de lancer une procédure de réparation automatique. Il suffit alors d'entourer avec le doigt la ou les zones endommagées et l'appareil fait le reste. Quelques instants plus tard, l'écran est comme neuf !

Cette idée existe, du moins sous la forme d'un brevet déposé par Motorola auprès du bureau américain des brevets et des marques (USPTO). Le document décrit un smartphone équipé de capteurscapteurs susceptibles de détecter la présence de rayures sur l'écran et d'activer une réparation automatique. Le processus repose sur un « polymèrepolymère à mémoire de formemémoire de forme » qui peut retrouver son état d'origine lorsqu'il est chauffé. Cela fonctionnerait vraisemblablement pour des rayures peu profondes, mais sans doute pas pour des fissures importantes.

Quid de la sécurité de l’utilisateur et de la batterie du smartphone ?

Ce matériaumatériau serait compatible aussi bien avec des écrans LCDécrans LCD que OledOled. Cela implique que le smartphone intègre un système de résistancesrésistances capable d'émettre la chaleurchaleur nécessaire pour enclencher la cicatrisationcicatrisation. Séduisant sur le papier, ce dispositif soulève tout de même d'importantes questions relatives à la sécurité.

On ignore à quelle température le polymère à mémoire de forme demanderait à être chauffé pour fonctionner et si l'utilisateur peut ou non manipuler le mobile durant la phase d'autoréparation. Par ailleurs, on peut s'interroger sur l'incidenceincidence d'un tel système sur la batterie. En effet, toute surchauffe fait peser un risque de combustioncombustion voire d'explosion sous l'effet d'un emballement thermique. L'idée d'un polymère autoréparant compatible avec les écrans de smartphone a déjà été testée avec succès en laboratoire (voir notre actualité ci-après). Mais du laboratoire au produit fini, il y a un pas énorme à franchir qui n'est pas pour tout de suite.

Smartphones : vers des écrans qui s’autoréparent

Article initial de Marc ZaffagniMarc Zaffagni, paru le 5/04/2017

Des chercheurs ont développé un matériau polymère capable d'autoréparer des entailles et des rayures. La vraie nouveauté est sa capacité à conduire l'électricité, ce qui permettrait de l'employer pour les écrans tactiles des smartphones et aussi les batteries.

Il y a quelques années, LG avait sorti un smartphone, le G Flex, doté d'un écran courbe et d'une coque arrière faite d'un matériau capable de réparer les rayures et éraflures peu profondes occasionnées par un usage quotidien. Malheureusement, ledit polymère ne pouvait pas servir pour protéger l'écran du mobile car il n'était pas conducteur.

Des chimistes de l'université de Californie à Riverside viennent de créer un tel matériau, capable de s'autoréparer tout en conduisant l'électricité. Ses concepteurs estiment qu'à terme il pourrait être employé dans les écrans tactiles des smartphones qui seraient alors en mesure de réparer des dommages superficiels suite à une chute ou une rayure. Voilà qui rassurerait probablement les futurs possesseurs d'un Samsung Galaxy S8 dont l'écran Amoled recourbé, quasiment sans bordures, est absolument superbe mais vraisemblablement très fragile.

Le secret de ce matériau réside dans les liaisons chimiquesliaisons chimiques de ses moléculesmolécules. Comme l'expliquent les chercheurs à l'origine de cette innovation, il existe deux types de liaisons chimiques dans les matériaux. D'une part, les liaisons covalentesliaisons covalentes qui sont solidessolides et ne se reforment pas une fois rompues. D'autre part, les liaisons dites non-covalentes qui sont moins solides mais aussi plus dynamiques. Le meilleur exemple de ce type de liaison non covalente est celui de l'eau dont les molécules d'hydrogènehydrogène peuvent se briser et se reformer constamment.

À gauche, un morceau du polymère conducteur et autoréparant dans lequel a été pratiquée une entaille. À droite, le même morceau 24 heures plus tard s’est en grande partie reformé. © Wang Lab, University of California at Riverside

Le polymère s’autorépare en 24 heures

Le polymère créé par l'équipe de l'université de Californie emmenée par le professeur Chao Wang est lié par une force intermoléculaire dipôle qui s'exerce entre des ionsions chargés et des molécules polarisées. En l'occurrence, le matériau se compose de sel et d'un polymère étirable. Les chercheurs l'ont mis à l'épreuve en l'étirant jusqu'à cinquante fois sa taille d'origine. Après avoir été coupé en deux, il s'est ressoudé de lui-même en 24 heures.

Enfin, pour tester la conductivitéconductivité du matériau, le professeur Wang et ses chimistes ont créé ce qu'ils présentent comme un muscle artificiel en intercalantintercalant une membrane non conductrice entre deux couches de leur polymère ionique. Résultat, le dispositif s'est mis à bouger sous l'influence de signaux électriques.

D'après les chercheurs de l'université de Californie à Riverside, ce matériau pourrait être employé dans des écrans de smartphones et des batteries à l'horizon 2020. D'ici là, ils vont s'employer à le rendre encore plus performant, notamment dans des conditions de forte humidité, l'objectif étant qu'il puisse résister à des situations d'utilisation réelles. Ces travaux on fait l'objet d'une présentation durant une rencontre organisée par l'American Chemical Society qui s'est tenue cette semaine en Californie (États-Unis).