Les smartphones qui se réparent tout seuls ne seront peut-être bientôt plus de la science-fiction

Pérovskite. C'est un nom que l'on croise quand on évoque les futures générations de panneaux solaires, moins coûteuses et moins émettrices en CO₂. Dans un avenir plus ou moins proche, les pérovskites pourrait chambouler la production de ces panneaux.

En plus des promesses environnementales et économiques, une équipe de chercheurs israéliens vient de découvrir une nouvelle propriété : des nanoparticules de pérovskites seraient en mesure de se réparer seules. Une caractéristique que l'on pourrait utiliser pour les panneaux solaires, mais aussi pour les composants d'autres appareils électroniques, comme nos smartphones.

À la recherche de pérovskites sans plomb

Soyons clair : l'Institut de Technologie israélien, le Technion, n'est pas le premier à s'intéresser à la question des matériaux autorégénérants. Cette recherche est menée depuis des années, dans de nombreux domaines, et en plus des instituts de recherche, les industriels aussi ont leurs propres projets.

Dans le cas des pérovskites, l'une des grandes questions restait l'industrialisation, qui impliquait encore il y a peu un ajout de plomb nocif pour l'environnement aux panneaux solaires. Mais cette recherche progresse elle aussi, et l'on commence à voir émerger des projets de pérovskites dépourvues de plomb.

Dans ce contexte, le Technion a rapporté, à la suite de ses recherches autour de pérovskites sans plomb, avoir développé des nanocristaux semi-conducteurs appelés pérovskites doubles. Après avoir été endommagés par un faisceau d'électrons, ces nanocristaux plus respectueux de l'environnement ont montré des propriétés d'autoréparation.

Une guérison en direct

Pourtant, le procédé semble simplissime, puisqu'il impliquait de chauffer le matériau de pérovskite à 100 °C pendant quelques minutes. Une fois cela fait, l'observation au microscope a donné le résultat que l'on peut retrouver ci-dessous.

Le faisceau d'électrons a endommagé les nanoparticules en y créant des trous. Comme le précise la publication des scientifiques, « les nanocristaux sont les plus petites particules matérielles qui restent naturellement stables. Leur taille rend certaines propriétés plus prononcées et permet des approches de recherche qui seraient impossibles sur des cristaux plus gros, comme l'imagerie par microscopie électronique pour voir comment les atomes dans les matériaux se déplacent. »

Partant de ce constat, l'équipe du professeur Yehonadav Bekenstein a pu observer des déplacements libres d'un trou dans un nanocristal. Dans un premier temps, ces mouvements restent cantonnés vers son intérieur. Pour l'équipe, ce phénomène est dû à la présence de molécules organiques à la surface du nanocristal. Après les avoir retirées, le cristal a « éjecté » le trou vers ses bords. Autrement dit, il s'est auto-réparé.

Aux yeux du Technion, cette découverte représente une étape importante dans le développement de panneaux solaires et d'autres appareils électroniques dont les semi-conducteurs seront capables de « guérir ».

Source : Technion