Encres d’imprimante 3D photoluminescentes à base de pérovskites stabilisées à l’éther-couronne

En stabilisant les pérovskites dans un assemblage supramoléculaire, des chercheurs américains ont produit des matériaux photoluminescents efficaces qui peuvent être formulés en films minces et en encres pour imprimantes 3D. L’approche supramoléculaire simplifie la synthèse des pérovskites et pourrait ouvrir la porte à leur utilisation plus large dans les dispositifs électroluminescents.

Une équipe de recherche dirigée par Peidong Yang, spécialiste des matériaux à l’Université de Californie à Berkeley, a créé des assemblages supramoléculaires en utilisant des éthers-couronnes et des pérovskites contenant du hafnium et du zirconium. Les pérovskites présentent des centres métalliques octaédriques d’hafnium ou de zirconium liés à six anions halogénures. Ces matériaux sont généralement très sensibles à l’air et à l’humidité, mais l’utilisation d’éthers-couronnes les stabilise, permettant ainsi un protocole de synthèse beaucoup plus simple. L’équipe de Yang a développé une synthèse basée sur une solution se déroulant à 200°C, en comparaison avec les réactions à l’état solide réalisées à 1 000°C qui étaient auparavant nécessaires pour produire ces types de pérovskites.

Selon qu’on utilise une pérovskite d’hafnium ou de zirconium, les assemblages supramoléculaires émettent une lumière bleue ou verte. Les poudres solides présentent une efficacité de photoluminescence impressionnante de 96 % avec des durées de vie de photoluminescence plus longues que les autres systèmes pérovskites aux halogénures. L’équipe a produit des encres pour imprimantes 3D en utilisant ces matériaux en les dispersant dans des solvants non polaires. La dissolution du polystyrène dans les encres a amélioré leur aptitude au traitement. L’équipe a ensuite utilisé les encres pour produire diverses structures, notamment des tours Eiffel miniatures électroluminescentes.