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3.2 – Différentes applications en cours de développement

Blindage électromagnétique :

Tous les polymères conducteurs, lorsqu’ils sont dopés, peuvent être utilisé pour le blindage électromagnétique [25]. La forte conductivité obtenue pour des vernis polyaniline/HCSA/m-crésol permet d’envisager son utilisation pour obtenir des efficacités de blindage suffisantes pour différentes applications. La protection électromagnétique contre les perturbations rayonnées classiquement réalisée par des écrans métalliques génère, par réflexions multiples, des phénomènes d’auto perturbations sur les systèmes à protéger. Les vernis polyaniline/HCSA/m-crésol permettent de limiter ce phénomène en conservant un niveau de protection suffisant. De plus, les excellentes propriétés filmogènes de ces vernis permettent d’associer la topologie à la conductivité [26]. Cette propriété est très intéressante pour la réalisation d’un blindage séquentiel ou pour la protection locale des circuits électroniques. Cependant, la stabilité du dopant est encore à étudier pour envisager un transfert industriel.

Absorption micro-onde :

Pour protéger un équipement contre les bruits (dérangement) micro- ondes, il est nécessaire de restreindre (minimiser) sa superficie d’exposition à ces ondes, en modifiant ses caractéristiques géométriques et en utilisant des matériaux absorbants [27].

Les composés à base de PANI dopés par des vapeurs d’HCL offrent des potentiels intéressants. Leur densité est trois fois plus petite que celle des composés basés sur des remplisseurs métalliques avec des caractéristiques d’absorptions similaires dans la gamme X : de 8 à 12 GHz.

Revêtements transparents et antistatiques :

Zipperling a récemment mis au point une technique de dispersion de la polyaniline [28] qui a permis d’obtenir un revêtement de quelques micromètres ne

champ à de nombreuses possibilités techniques dont les revêtements de verre et de films photographiques. Cette application rend très intéressante pour la polyaniline. En effet, il est impossible d’utiliser des composés à base de noir de carbone pour obtenir des revêtements ou des produits conducteurs transparents et antistatiques.

La protection contre la corrosion :

La corrosion des métaux est l’un des problèmes les plus sérieux dans le monde industriel, de là c’est un domaine de recherche très important. Ce qui nécessite de développer des revêtements contenant des métaux non lourds et protégeant bien les métaux contre la corrosion rapide. Ces dernières années, l’utilisation des polymères conducteurs pour la protection des métaux contre la corrosion a été étudiée [39], [30].

Dans la famille des polymères conducteurs, il y a un nombre important de reports sur les effets ou conséquences de la protection de la polyaniline électroactive[31], [32], [33].

Le terme « Polyaniline » décrit d’une classe de polymères conducteurs qui peuvent être oxydées ou réduites réversiblement sur une large gamme des potentiels. A la différence des autres polymères conducteurs comme le polypyrrole[34].

Cette capacité permet à la polyaniline d’agir comme un polymère polyvalent dans les études concernant l’anti-corrosion. A. Mirmohesni a trouvé que le potentiel de corrosion des échantillons couverts de la polyaniline est décalé vers les potentiels noble en indiquant une meilleure performance du revêtement par la polyaniline [35]. En effet, la polyaniline se comporte comme un métal noble grâce à son potentiel rédox proche de l’argent.

Le mécanisme de protection contre la corrosion sur les métaux est du à un transfert de charge du métal à la polyaniline. Ce polymère transforme la surface du métal qui est à protéger grâce à une couche d’oxyde. La polyaniline passive les métaux. Elle stabilise le potentiel du métal dans la région de passivation maintenant une couche d’oxyde protectrice sur le métal [36-39].

Domaine haute tension :

Des possibilités des transferts industriels sont établies sur des applications spécifiques : les liaisons haute tension (HT), absorption micro-onde, filtrage distribué, blindage électromagnétique. La polyaniline semble jouer un rôle pour les liaisons haute tension. En effet, la perspective de l’enfouissement des câbles d’énergie demande une amélioration de fiabilité des liaisons haute tension. Plus spécifiquement, il est nécessaire d’agir sur la couche jouant le rôle de répartiteur de potentiel au niveau de l’âme conductrice. D’où l’idée de trouver un matériau à propriétés adaptatives permettant de remplir la fonction de répartiteur de potentiel seulement lorsque cela est nécessaire. Ce matériau peut être la polyaniline, qui sous sa forme dédopée est isolante sous un champ électrique faible et conductrice sous un champ électrique fort [40]. Ainsi, le comportement sous choc de tension met en évidence que la probabilité de claquage est plus faible lorsqu’on remplace l’écran semi-conducteur à base de noir de carbone actuellement utilisé, par un composé à base de PANI sous sa forme dédopée.

Filtrage distribué :

Le concept de filtrage distribué (le traitement des perturbations conduites consiste à introduire des pertes diélectriques dans le câble dont le but est de supprimer les éléments filtrants localisés) a été développé à partir des composés à base de polyaniline dédopée [41]. Ces composés permettent d’obtenir des caractéristiques de filtrage supérieures à celles obtenues avec un composé à base de noir de carbone.

Tableaux de circuits imprimés :

Cette application est basée sur la technologie de dispersion de la polyaniline dans l’eau. L’utilisation de la polyaniline permet ici d’obtenir un meilleur vieillissement.

Applications électrochimiques :

Les propriétés électrochimiques des polyanilines sont à l’étude dans de grands laboratoires [42], [43] et les applications potentielles basées sur les différentes couleurs de la polyaniline avec ses différents états d’oxydation sont étudiées depuis plusieurs années : Etudes des fenêtres électrochromiques, des capteurs, des indicateurs…

Il est également à souligner que des laboratoires travaillent sur l’élaboration de composites à base de polyaniline [44] ou sur des polyanilines sufonatées [45], [46], [47] apportant de nouvelles propriétés telle la solubilité (donnant un matériau prometteur pour les batteries rechargeables au lithium).

Comme nous venons de le voir, les applications industrielles sont nombreuses et justifient très largement les efforts de recherche qui ont été déployés ces dernières années pour l’étude de la polyaniline. En particulier, les mécanismes de conduction dans ces systèmes restent encore mal expliqués alors que leur compréhension conditionne l’optimisation industrielle du polymère.

Capteurs et biocapteurs à base de polymères et d’oligomères électroactifs

La volonté d’obtenir des capteurs fonctionnant à température ambiante et ayant une grande sensibilité pour de faibles concentrations d’espèces chimiques a été le moteur des premières recherches sur les capteurs à base de polymères conducteurs électroniques. Depuis, de nombreux progrès technologiques ont permis d’arriver à la commercialisation récente par les sociétés Neotronics Scientific Ltd et AromaScan Ple de deux modèles de ″nez″ et ″langues″ électroniques utilisant des polymères conducteurs.

L'utilisation des polymères conducteurs électroniques (PCE) pour la détection avait suscité dès les années 80 un très fort enthousiasme. Les difficultés rencontrées liées en particulier au manque de réversibilité, aux problèmes de stabilité atmosphérique des polymères conducteurs ont contribué à l'effritement progressif de l'intérêt général. Depuis quelques années, ce domaine connaît un nouvel essor qui apporte de nouvelles solutions à des problèmes de détection

difficiles. Ainsi, des capteurs d'hydrazine à l'échelle du ppb ont été récemment fabriqués. La détection de vapeurs d'alcools ou de solvant ainsi que l'identification d'arômes particuliers ont été réalisés par différentes méthodes dont la plus évoluée est l'utilisation de « nez électroniques ». Leur prix les rapproche néanmoins plus des appareils d'analyse haut de gamme que des détecteurs même perfectionnés.