Un facteur majeur freinant le développement de biocapteurs portables pour la surveillance de la santé est le manque d'un poids léger, alimentation longue durée. Aujourd'hui, des scientifiques de l'Université du Massachusetts à Amherst, dirigés par la chimiste des matériaux Trisha L. Andrew, rapportent qu'ils ont développé une méthode de fabrication d'un système de stockage de charge qui s'intègre facilement dans les vêtements pour "broder un motif de stockage de charge sur n'importe quel vêtement".

Comme l'explique André, "Les piles ou autres types de stockage de charge sont toujours les composants limitants pour la plupart des portables, portable, technologies ingérables ou flexibles. Les appareils ont tendance à être une combinaison de trop gros, trop lourd et pas flexible."

Leur nouvelle méthode utilise un micro-supercondensateur et combine des fils conducteurs enduits de vapeur avec un film polymère, plus une technique de couture spéciale pour créer un maillage flexible d'électrodes alignées sur un support textile. Le dispositif à semi-conducteurs résultant a une grande capacité de stockage de charge pour sa taille, et d'autres caractéristiques qui lui permettent d'alimenter des biocapteurs portables.

Andrew ajoute que si les chercheurs ont remarquablement miniaturisé de nombreux composants de circuits électroniques différents, jusqu'à présent, on ne pouvait pas en dire autant des dispositifs de stockage de charge. "Avec ce papier, nous montrons que nous pouvons littéralement broder un motif de stockage de charge sur n'importe quel vêtement en utilisant les fils vaporisés que notre laboratoire fabrique. Cela ouvre la porte à de simples circuits de couture sur des vêtements intelligents auto-alimentés. » Les détails apparaissent en ligne dans ACS Matériaux appliqués et interfaces .

Andrew et chercheur postdoctoral et premier auteur Lushuai Zhang, plus Wesley Viola, étudiant diplômé en génie chimique, soulignent que les supercondensateurs sont des candidats idéaux pour les circuits de stockage de charge portables, car ils ont des densités de puissance intrinsèquement plus élevées que les batteries.

Mais "l'incorporation de matériaux électrochimiquement actifs avec des conductivités électriques élevées et un transport rapide des ions dans les textiles est un défi, " ajoutent-ils. Andrew et ses collègues montrent que leur procédé de revêtement en phase vapeur crée des films polymères conducteurs poreux sur des fils densément torsadés, qui peut être facilement gonflé avec des ions électrolytes et maintenir une capacité de stockage de charge élevée par unité de longueur par rapport au travail antérieur avec des fibres teintes ou extrudées.

André, qui dirige le Wearable Electronics Lab à UMass Amherst, constate que les scientifiques du textile ont eu tendance à ne pas utiliser le dépôt en phase vapeur en raison de difficultés techniques et de coûts élevés, mais plus récemment, la recherche a montré que la technologie peut être étendue et rester rentable.

Elle et son équipe travaillent actuellement avec d'autres à l'UMass Amherst Institute for Applied Life Sciences' Personalized Health Monitoring Center sur l'intégration des nouveaux réseaux de stockage de charge brodés avec des capteurs e-textile et des microprocesseurs à faible consommation pour créer des vêtements intelligents qui peuvent surveiller un la démarche et les mouvements articulaires de la personne tout au long d'une journée normale.