Dans une nouvelle étude, Des chercheurs de l'Université d'État de Caroline du Nord ont démontré qu'ils pouvaient imprimer des couches d'encre électriquement conductrice sur du tissu en polyester pour fabriquer un textile électronique qui pourrait être utilisé dans la conception de futurs appareils portables.

Étant donné que la méthode d'impression peut être effectuée à température ambiante et dans des conditions atmosphériques normales, les chercheurs pensent que l'impression à jet d'encre pourrait offrir une méthode plus simple et plus efficace de fabrication de textiles électroniques, également appelés e-textiles. En outre, les chercheurs ont déclaré que les résultats suggèrent qu'ils pourraient étendre les techniques courantes dans l'industrie électronique flexible à la fabrication de textiles. Ils ont rapporté leurs découvertes dans le journal Matériaux et interfaces appliqués ACS .

"L'impression à jet d'encre est une nouvelle technologie qui évolue rapidement et qui est utilisée dans l'électronique flexible pour fabriquer des films utilisés dans les écrans de téléphones portables et d'autres appareils, " a déclaré l'auteur correspondant de l'étude, Jesse S. Jur, professeur de génie textile, chimie et science à NC State. "Nous pensons que cette méthode d'impression, qui utilise des matériaux et des procédés communs à l'industrie électronique et textile, montre également la promesse de fabriquer des e-textiles pour les appareils portables."

Dans l'étude, les chercheurs ont décrit comment ils ont utilisé une imprimante à jet d'encre FUJIFILM Dimatix pour créer un matériau e-textile durable et flexible, ce qu'ils ont fait pour créer de manière fiable le e-textile, et ses propriétés. Une partie de leur défi consistait à trouver la bonne composition de matériaux afin que l'encre liquide ne s'infiltre pas à travers la surface poreuse des matériaux textiles et ne perde pas sa capacité à conduire l'électricité.

"L'impression des e-textiles a été un très grand défi pour l'industrie e-textile, " a déclaré le premier auteur de l'étude, Inhwan Kim, un ancien étudiant diplômé à NC State. "Nous voulions construire une structure couche par couche, ce qui n'a pas été fait sur une couche textile avec impression jet d'encre. C'était un gros combat pour nous de trouver la bonne composition de matériaux."

Ils ont créé le e-textile en imprimant des couches d'encre argentée électriquement conductrice comme un sandwich autour de couches de deux matériaux liquides, qui servaient d'isolants. Ils ont imprimé ces couches sandwich sur un tissu en polyester tissé. Après avoir imprimé les couches d'encre d'argent et de matériaux isolants - en uréthane-acrylate, et poly(4-vinylphénol) - ils ont surveillé la surface du matériau à l'aide d'un microscope. Ils ont découvert que les propriétés chimiques des matériaux isolants, ainsi que des fils textiles, étaient importants pour maintenir la capacité de l'encre d'argent liquide à conduire l'électricité, et l'empêcher de pénétrer à travers le tissu poreux.

"Nous voulions une couche d'isolation robuste au milieu, mais nous voulions le garder aussi mince que possible pour que toute la structure soit mince, et avoir les performances électriques les plus élevées possible, " dit Kim. " Aussi, s'ils sont trop volumineux, les gens ne voudront pas les porter."

Les chercheurs ont évalué les performances électriques du textile électronique après avoir plié le matériau plusieurs fois. Ils ont testé plus de 100 cycles de flexion, trouver le e-textile n'a pas perdu ses performances électriques. Dans les travaux futurs, ils souhaitent améliorer les performances électriques des matériaux par rapport aux e-textiles créés selon des méthodes nécessitant des installations et des conditions atmosphériques particulières, ainsi que d'augmenter la respirabilité du matériau.

Finalement, ils veulent utiliser la méthode d'impression pour créer un e-textile qui pourrait être utilisé dans des appareils électroniques portables tels que des dispositifs biomédicaux qui pourraient suivre la fréquence cardiaque, ou utilisé comme batterie pour stocker de l'énergie pour les appareils électroniques.

"Nous avons pu enduire l'encre sur le tissu d'un matériau multicouche à la fois résistant et flexible, " Kim a dit. " La beauté de ceci est, nous avons tout fait avec une imprimante à jet d'encre, nous n'avons utilisé aucune méthode de plastification ou autre."

L'étude, "Microstructures in All-Inkjet Printed Textile Capacitors with Bilayer Interfaces of Polymer Dielectrics and Metal-Organic Decomposition Silver Electrodes" a été publié en ligne dans Matériaux et interfaces appliqués ACS .