L’or pourrait transformer les dispositifs portables
Les meilleurs athlètes olympiques reçoivent la prestigieuse médaille d’or, symbole de richesse et d’honneur à la fois dans les cultures orientale et occidentale. Ce métal, apprécié pour sa stabilité à l’air, son excellente conductivité électrique et sa compatibilité avec les organismes vivants, joue un rôle crucial dans divers domaines. Il est très apprécié dans les secteurs médical et énergétique en tant que « catalyseur privilégié » et est de plus en plus utilisé dans les technologies vestimentaires de pointe.
Le potentiel révolutionnaire de l’or dans les dispositifs vestimentaires : un dispositif de capteur intégré wearable
Sous la direction du Professeur Sei Kwang Hahn et du Dr Tae Yeon Kim du Département de Science et d’Ingénierie des Matériaux à l’Université POSTECH (Pohang University of Science and Technology), une équipe de recherche a conçu un dispositif de capteur vestimentaire intégré. Ce dispositif capture et traite efficacement deux bio-signaux simultanément, comme détaillé dans Advanced Materials, une revue internationale majeure dans le domaine des matériaux.
Les dispositifs vestimentaires, disponibles sous différentes formes telles que les accessoires et les patchs, sont essentiels pour détecter les signaux physiques, chimiques et électrophysiologiques utilisés dans le diagnostic et la gestion des maladies. Les avancées récentes dans la recherche visent à créer des dispositifs vestimentaires capables de mesurer simultanément plusieurs bio-signaux.
Cependant, un défi majeur a été la nécessité de différents matériaux pour chaque mesure de signal, entraînant des dommages à l’interface, une fabrication complexe et une stabilité réduite du dispositif. De plus, l’analyse de ces signaux divers nécessite des systèmes de traitement de signal et des algorithmes supplémentaires.
Pour relever ce défi, l’équipe a utilisé diverses formes de nanofils d’or (Au). Bien que les nanofils d’argent (Ag), reconnus pour leur extrême finesse, légèreté et conductivité, soient couramment utilisés dans les dispositifs vestimentaires, l’équipe les a combinés avec de l’or. Initialement, ils ont fabriqué des nanofils d’or en vrac en recouvrant les nanofils d’argent à l’extérieur pour atténuer l’effet galvanique.
Ensuite, ils ont fabriqué des nanofils d’or creux en éliminant sélectivement l’argent des nanofils recouverts d’or. Les nanofils d’or en vrac ont montré une sensibilité élevée aux changements de température, tandis que les nanofils d’or creux ont démontré une sensibilité aux légères variations de contrainte.
Potentiel révolutionnaire de l’or dans les dispositifs vestimentaires : le polymère de styrène-éthylène-butylène-styrène (SEBS)
Les chercheurs ont agencé ces nanofils sur un substrat fabriqué à partir du polymère de styrène-éthylène-butylène-styrène (SEBS), les intégrant de manière fluide sans aucune séparation. En utilisant deux types de nanofils d’or, chacun avec ses propriétés uniques, ils ont conçu un capteur tout-en-un capable de mesurer à la fois la température et la contrainte.
De plus, ils ont élaboré un circuit logique pour l’analyse des signaux, en utilisant le facteur de jauge négatif obtenu en introduisant des ondulations à l’échelle du micromètre dans le motif. Cette approche a permis de développer avec succès un système vestimentaire intelligent capable de capturer et d’analyser simultanément les signaux, le tout en utilisant un seul matériau, l’or (Au).
Les capteurs développés par l’équipe ont démontré des performances exceptionnelles dans la détection de légers tremblements musculaires, l’identification de schémas cardiaques, la reconnaissance de la parole via les tremblements des cordes vocales et la surveillance des changements de température corporelle. De manière cruciale, ces capteurs ont maintenu une grande stabilité sans endommager les interfaces matérielles. Leur flexibilité et leur remarquable extensibilité leur ont permis de s’adapter parfaitement à la peau courbée.
Leurs capteurs ont affiché des performances exceptionnelles, détectant les légers tremblements musculaires, identifiant les schémas cardiaques, reconnaissant la parole à travers les tremblements des cordes vocales et surveillant les changements de température corporelle. Importamment, ces capteurs ont conservé une stabilité remarquable sans causer de dommages aux interfaces matérielles. Leur flexibilité et leur remarquable extensibilité leur ont permis de s’adapter parfaitement à la peau courbée.
Le professeur Sei Kwang Hahn a déclaré : “Cette recherche met en évidence le potentiel de création d’une plateforme de bioélectronique avancée capable d’analyser une large gamme de bio-signaux.” Il a ajouté : “Nous prévoyons de nouvelles opportunités dans divers secteurs, notamment les soins de santé et les systèmes électroniques intégrés.”
L’étude a bénéficié du soutien financier du programme de recherche fondamentale et du programme de développement de la technologie biomédicale de la Fondation nationale de la recherche de Corée, ainsi que de POSCO Holdings.
Lisez l’article original sur ScienceDaily.
Pour en savoir plus : Métaux liquides, catalyseurs verts
