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Les polymères semi-conducteurs – des matériaux rendus souples et extensibles tout en étant capables de conduire l’électricité – sont prometteurs pour l’électronique du futur qui pourra être intégrée dans le corps, notamment pour les détecteurs de maladies et les moniteurs de santé.

CLIP fixe de nouvelles unités fonctionnelles

Pourtant, jusqu’à présent, les scientifiques et les ingénieurs n’ont pas été en mesure de donner à ces polymères certaines caractéristiques avancées, comme la capacité de détecter les substances biochimiques, sans perturber complètement leur fonctionnalité.

Des chercheurs de la Pritzker School of Molecular Engineering (PME) ont mis au point une nouvelle stratégie pour surmonter cette limitation. Appelée « click-to-polymer » ou CLIP, cette approche utilise une réaction chimique pour fixer de nouvelles unités fonctionnelles sur des polymères semi-conducteurs.

Grâce à cette nouvelle technique, les chercheurs ont mis au point un dispositif de surveillance du glucose en polymères, démontrant ainsi les applications possibles du CLIP dans l’électronique intégrée à l’homme.

Sihong Wang, avec Nan Li, étudiant diplômé, a développé la méthode CLIP, qui utilise une cycloaddition azide-alkyne catalysée par le cuivre pour ajouter des unités fonctionnelles à un polymère. Comme cette « réaction click » se produit après la création du polymère, elle n’affecte pas beaucoup ses propriétés initiales.

En outre, cette réaction pourrait être utilisée pour la fonctionnalisation en masse du polymère et pour la fonctionnalisation de surface, deux opérations essentielles pour la création de composants électroniques fonctionnels.

Un système qui pourrait changer la donne

Pour démontrer l’efficacité de CLIP, les chercheurs ont fixé des unités capables de photomodéliser le polymère, ce qui est important pour concevoir des circuits dans le matériau. Ils ont également ajouté une fonctionnalité permettant de détecter directement les biomolécules. Leur capteur de biomolécules a utilisé une enzyme, la glucose oxydase pour détecter le glucose, qui modifie ensuite la conductance électrique du polymère et amplifie le signal.

Maintenant, le groupe s’appuie sur son succès en ajoutant d’autres fonctionnalités bioactives et biocompatibles à ces polymères, ce qui, selon Li, « pourrait devenir une technologie qui change la donne. »

« Nous espérons que les chercheurs de tous les domaines utiliseront notre méthode pour doter ce système de matériaux avec encore plus de fonctionnalités et les utiliseront pour développer la prochaine génération d’électronique intégrée à l’homme, un outil-clé dans le domaine des soins de santé », a déclaré Wang.

Cette recherche a été publiée dans Matter.

Source : University of Chicago
Crédit photo : iStock