Les capteurs intelligents auto-assemblés pour la technologie portable de nouvelle génération

ParisDes chercheurs de Penn State ont créé un nouveau matériau pour les technologies portables, les robots souples et les dispositifs médicaux. Ce matériau est doux, extensible et capable de se régénérer. Il est conçu pour ressembler aux tissus et organes humains.

Caractéristiques principales :

• Conductivité élevée
• Douceur et élasticité
• Assemblage autonome sans activation supplémentaire
• Impression 3D possible

Le nouveau matériau est composé de métal liquide, d'un polymère conducteur appelé PEDOT:PSS, et d'un type de polyuréthane hydrophile. Lorsqu'il est imprimé et chauffé, les particules de métal liquide au fond forment un chemin qui conduit l'électricité. Les particules sur la couche supérieure se transforment en une couche isolante pour empêcher les fuites de signaux.

Tao Zhou, professeur assistant en sciences et mécanique de l'ingénierie à Penn State, a mis en évidence les problèmes des méthodes antérieures. Les approches précédentes utilisant des conducteurs à base de métal liquide nécessitaient des étapes supplémentaires comme l'étirement ou l'activation au laser. Ces étapes ajoutées provoquaient souvent des pannes des dispositifs et compliquaient le processus.

La nouvelle méthode développée par l'équipe de Penn State supprime les étapes inutiles. Le matériau possède déjà une conductivité élevée, ce qui rend les dispositifs portables plus fiables et plus faciles à fabriquer.

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La couche conductrice joue un rôle crucial pour collecter des données avec précision. Elle est essentielle pour enregistrer les mouvements musculaires et mesurer les contraintes corporelles. La couche isolante empêche la fuite des signaux, garantissant ainsi des données précises et fiables.

Les résultats de cette recherche ont été publiés dans Advanced Materials. L'étude a été réalisée par les doctorants Salahuddin Ahmed, Marzia Momin, Jiashu Ren et Hyunjin Lee. Ce travail a bénéficié du soutien financier du programme de bourses collaboratives entre l'Université Nationale de Technologie de Taipei et Penn State.

Zhou a souligné que le matériau peut être imprimé en 3D, ce qui facilite la production de dispositifs sur mesure pour diverses applications. L'équipe se concentre principalement sur des technologies destinées à aider les personnes handicapées.

Le nouveau matériau résout de nombreux problèmes des anciennes méthodes. Il conduit bien l'électricité et fonctionne de manière fiable sans étapes supplémentaires. Cette découverte pourrait améliorer les technologies portables et les appareils médicaux. L'équipe de Penn State explore encore d'autres applications possibles.