Un exemple du nouveau capteur portable développé à la Penn State University
L’électronique flexible a ouvert des possibilités intéressantes en ce qui concerne les capteurs portables qui peuvent être appliqués sur la peau, sous la forme de films et de manchons ressemblant à des tatouages qui surveillent divers aspects de la santé humaine. Les scientifiques de la Penn State University en ont maintenant développé un qui, selon eux, peut être imprimé directement sur la peau en toute sécurité, où il peut suivre des éléments comme la température du corps et le niveau d’oxygène du sang, avant d’être lavé une fois le travail terminé.
Les nouveaux capteurs imprimables s’appuient sur des travaux antérieurs des mêmes chercheurs, dans lesquels ils ont mis au point des circuits imprimés souples destinés à être utilisés dans des capteurs portables. Mais une partie essentielle de ce processus consistait à relier certains des composants métalliques entre eux à des températures mal tolérées par le corps humain, soit environ 300 °C.
Ce processus de frittage à chaud est ce qui avait empêché l’équipe d’imprimer ses circuits imprimés flexibles directement sur la peau humaine, mais elle a peut-être maintenant trouvé un moyen de contourner ce problème. La clé est ce que les scientifiques appellent une couche d’aide au frittage, qui agit comme une sorte de tampon et permet aux matériaux de se lier ensemble à des températures bien plus sûres.
La formule gagnante de cette couche consiste en une pâte d’alcool polyvinylique combinée à du carbonate de calcium, matériaux que l’on trouve respectivement dans les masques faciaux pelables et les coquilles d’œuf. Cette couche sert à lisser la surface de la peau et permet d’imprimer une très fine couche de motifs métalliques directement sur le dessus à température ambiante, qui est ensuite fixée à l’aide d’un dispositif de soufflage d’air.
Selon l’équipe, ce circuit flexible conserve ses propriétés électrochimiques et peut être réglé pour enregistrer en continu des données sur la température, l’humidité, l’oxygène du sang et les signaux cardiaques. Une fois le travail terminé, le capteur peut être simplement lavé à l’eau chaude.
« Il pourrait être recyclé, puisque le fait de le retirer n’endommage pas l’appareil », explique Huanyu Cheng, qui a dirigé les recherches. « Et, surtout, l’enlèvement n’endommage pas la peau non plus. C’est particulièrement important pour les personnes à la peau sensible, comme les personnes âgées et les bébés. L’appareil peut être utile sans être un fardeau supplémentaire pour la personne qui l’utilise ou pour l’environnement ».
Tout en continuant à améliorer son appareil, l’équipe espère adapter la technologie pour surveiller les symptômes du COVID-19.
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.0c11479
