Qu'est-ce que le dépôt électrophorétique?
Le dépôt électrophorétique (EPD) est une méthode de production de revêtements ou de films sur des objets électriquement conducteurs ou, dans certains cas, de création de composants et de matériaux autonomes à l’aide d’un processus appelé électrophorèse. Ce terme décrit la migration de particules chargées électriquement dans un liquide vers une électrode sous l'influence d'un courant électrique. Les petites particules en suspension dans un liquide ont souvent une charge électrique positive ou négative en raison de la manière dont leurs molécules interagissent avec celles du milieu. Si un courant continu est appliqué à travers la suspension à l'aide d'électrodes, les particules se déplaceront vers l'électrode avec la charge opposée. L'électrophorèse est couramment utilisée en analyse biochimique et est devenue un élément important de nombreux processus industriels.
Également appelé revêtement électrophorétique ou revêtement électronique, le dépôt électrophorétique utilise l'objet à revêtir en tant qu'électrode sur laquelle sont déposées des particules de charge opposée, formant une couche. Selon que l'on utilise l'électrode positive ou négative, le processus peut être appelé électrodéposition anodique ou cathodique, respectivement. Là où les particules seraient normalement électriquement neutres, un composé pourrait leur être lié pour leur donner une charge électrique en suspension. La répulsion électrique qui en résulte entre les particules les empêche également de s'agglutiner.
Ce procédé a de nombreuses applications, notamment en nanotechnologie et en science des matériaux. Contrairement à la galvanoplastie, l’EPD peut être utilisé pour déposer une large gamme de substances non métalliques, ainsi que de métaux, et constitue une méthode relativement rapide et peu coûteuse d’appliquer un revêtement isolant ou protecteur sur de petits composants électriques. Normalement, toutefois, le revêtement a une résistance électrique supérieure à celle de l'électrode, de sorte qu'au fur et à mesure du processus, le courant diminue avec l'augmentation de la résistance. Cela pourrait imposer des limites à son utilisation.
Il est également possible de retirer le dépôt de l'électrode pour former un objet séparé. Par exemple, un dépôt électrophorétique peut être utilisé pour déposer des nanotubes de carbone en suspension sur une électrode plate, en formant un film mince de nanotubes qui peut ensuite être détaché. Les films de nanotubes de carbone ont de nombreuses applications, notamment les cellules solaires à couches minces, les piles à combustible et les écrans tactiles.
Le dépôt électrophorétique permet également la fabrication de nouveaux types de matériaux céramiques. Les matériaux composites peuvent être synthétisés en utilisant un mélange de nanoparticules dans une suspension, ce qui entraîne par exemple une résistance améliorée ou des propriétés électriques utiles. Une autre application importante concerne les matériaux de qualité fonctionnelle (FGM); il est possible de créer des objets composés de deux matériaux qui sont normalement incompatibles, peut-être en raison de taux de dilatation thermique différents, en assurant une pente constante entre les deux plutôt qu'une frontière nette. Ceci est réalisé en faisant varier la composition de la suspension au cours de l'électrophorèse. Les stratifiés composés de couches alternées de matériaux différents peuvent également être fabriqués simplement en basculant entre différentes suspensions.