L'archéologie révèle que les humains ont commencé à porter des vêtements quelque 170, il y a 000 ans, très proche de l'avant-dernière période glaciaire. Même maintenant, bien que, la plupart des humains modernes portent des vêtements à peine différents de ces premiers vêtements. Mais cela est sur le point de changer car l'électronique flexible est de plus en plus intégrée à ce que l'on appelle des « tissus intelligents ».

Beaucoup d'entre eux sont déjà disponibles à l'achat, tels que les leggings qui fournissent des vibrations douces pour un yoga plus facile, Des t-shirts qui suivent les performances des joueurs et des soutiens-gorge de sport qui surveillent la fréquence cardiaque. Les tissus intelligents ont des utilisations potentiellement prometteuses dans les soins de santé (mesure de la fréquence cardiaque et de la pression artérielle des patients), défense (suivi de la santé et du niveau d'activité des soldats), les voitures (réglage de la température des sièges pour rendre les passagers plus confortables) et même les villes intelligentes (laisser les panneaux communiquer avec les passants).

Idéalement, les composants électroniques de ces vêtements – capteurs, les antennes pour transmettre les données et les batteries pour fournir de l'énergie - seront petites, flexibles et largement inaperçus de leurs porteurs. C'est vrai aujourd'hui pour les capteurs, dont beaucoup sont même lavables en machine. Mais la plupart des antennes et batteries sont rigides et non étanches, ils doivent donc être détachés du vêtement avant de le laver.

Mon travail au ElectroScience Laboratory de l'Ohio State University vise à fabriquer des antennes et des sources d'alimentation tout aussi flexibles et lavables. Spécifiquement, nous brodons de l'électronique directement dans les tissus à l'aide de fils conducteurs, que nous appelons "e-threads".

Broderie d'antenne

Les e-threads avec lesquels nous travaillons sont des faisceaux de filaments polymères torsadés pour fournir de la résistance, chacun avec un revêtement à base de métal pour conduire l'électricité. Le noyau polymère de chaque filament est généralement composé de Kevlar ou de Zylon, tandis que le revêtement environnant est en argent. Des dizaines, voire des centaines de ces filaments sont ensuite torsadés ensemble pour former un seul fil électronique qui fait généralement moins d'un demi-millimètre de diamètre.

Ces fils électroniques peuvent être facilement utilisés avec des équipements de broderie commerciaux courants - les mêmes machines à coudre connectées à un ordinateur que les gens utilisent tous les jours pour apposer leur nom sur des vestes de sport et des sweat-shirts. Les antennes brodées sont légères et aussi bonnes que leurs homologues en cuivre rigide, et peut être aussi complexe que les cartes de circuits imprimés de pointe.

Nos antennes e-thread peuvent même être combinées avec des fils réguliers dans des conceptions plus complexes, comme intégrer des antennes dans des logos d'entreprise ou d'autres conceptions. Nous avons pu broder des antennes sur des tissus aussi fins que l'organza et aussi épais que le Kevlar. Une fois brodé, les fils peuvent être connectés aux capteurs et aux batteries par des soudures traditionnelles ou des interconnexions flexibles qui relient les composants entre eux.

Jusque là, nous avons pu créer des chapeaux intelligents qui lisent les signaux cérébraux profonds pour les patients atteints de la maladie de Parkinson ou d'épilepsie. Nous avons brodé des T-shirts avec des antennes qui étendent la portée des signaux Wi-Fi jusqu'au téléphone portable du porteur. Nous avons également fabriqué des tapis et des draps qui surveillent la taille des nourrissons pour dépister une gamme de conditions médicales de la petite enfance. Et nous avons fabriqué des antennes pliables qui mesurent à quel point une surface sur laquelle se trouve le tissu s'est pliée ou soulevée.

Au-delà de l'antenne

Mon laboratoire travaille également avec d'autres chercheurs de l'Ohio State, dont la chimiste Anne Co et le médecin Chandan Sen, pour fabriquer des générateurs électriques miniatures flexibles à base de tissu.

Nous utilisons un processus similaire à l'impression à jet d'encre pour placer des zones alternées de points d'argent et de zinc sur le tissu. Lorsque ces métaux entrent en contact avec la sueur, écoulements salins ou même fluides des plaies, l'argent sert d'électrode positive et le zinc sert d'électrode négative – et l'électricité circule entre eux.

Nous avons généré de petites quantités d'électricité simplement en humidifiant le tissu - sans avoir besoin de circuits ou de composants supplémentaires. C'est une solution entièrement flexible, source d'alimentation lavable pouvant se connecter à d'autres appareils électroniques portables, éliminant le besoin de batteries conventionnelles.

Ensemble et individuellement, ces flexibles, l'électronique portable transformera les vêtements en connectés, sentir, des dispositifs communicants qui s'intègrent bien dans le tissu du 21e siècle interconnecté.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.