Fig. 1 Capteur piézoélectrique à cordon tressé PLLA. Crédit :Université du Kansai
Yoshiro Tajitsu de l'Université du Kansai, Osaka, Japon, et Teijin Limited, Japon, ont développé des capteurs piézoélectriques portables innovants à cordon tressé PLLA. Cette technologie peut être utilisée comme capteurs portables dans les domaines de la mode, vêtements de sport, décoration d'intérieur, et les soins de santé, zones pour lesquelles les dispositifs de détection portables conventionnels ne peuvent pas être utilisés.
Les écrans tactiles sont omniprésents. Il est difficile d'imaginer utiliser des smartphones, Ordinateur personnel, montres numériques, et d'autres appareils électroniques modernes sans cette forme d'interface homme-appareil. Cependant, malgré la prolifération des appareils à écran tactile, les recherches sur la prochaine génération d'appareils « homme-machine » se multiplient, qui pourraient être portés comme des vêtements, ce qu'on appelle des capteurs portables."
Maintenant, dans une démarche innovante, Yoshiro Tajitsu de l'Université du Kansai, Osaka, Japon, et Teijin Limited, Japon, ont développé les premiers tissus piézoélectriques portables au monde constitués d'un noyau de fil de fibre de carbone conducteur ; fil de fibre piézoélectrique polyctrique acide poly-L-lactique (PLLA) et gaine médiane de polyéthylène téréphtalate (PET); et un blindage externe en fibre de carbone conductrice (Fig.1).
Les cordons tressés piézoélectriques PLLA produisent des signaux électriques en réponse à presque tout type de mouvement tridimensionnel, y compris la flexion et la torsion. Surtout, ces tissus de type câble coaxial sont tissés en cordons tressés piézoélectriques pour un blindage électromagnétique et une haute sensibilité, ils ne réagiront donc pas au bruit ambiant des téléphones portables et à d'autres interférences électromagnétiques.
Fig.2. Prendre un selfie avec des « e-textiles » : kimono japonais traditionnel. Crédit :Université du Kansai
"Notre recherche vise à développer des vêtements fonctionnels, parfois appelés « textiles électroniques », "", dit Tajitsu. "Nous pensons que les appareils portables homme-machine permettront aux gens de s'interfacer naturellement avec des appareils externes, sans être limité ou gêné par la nécessité d'effectuer des mouvements compliqués, comme se concentrer sur un panneau d'affichage pour se fier aux instructions. Aussi, Les « textiles électroniques » doivent être confortables et à la mode pour être largement acceptés. Ces idées ont conduit au développement de nos capteurs portables en forme de cordon tressé japonais traditionnel ou de Kumihimo utilisé dans le kimono. »
Applications des cordons tressés piézoélectriques PLLA
Le professeur Tajitsu et ses collègues ont tissé trois types de nœuds décoratifs japonais traditionnels (Kame, Kicchyo, et Awaji) utilisés dans le cadre des kimonos traditionnels portés par les femmes (Fig.2) avec des cordons tressés en PLLA. "Nous avons analysé l'amplitude des signaux électriques que nous pouvions attendre pour chacun de ces trois nœuds, " explique Tajitsu. " Notre calcul par éléments finis a montré que le plus grand signal serait produit par les nœuds Kame et Kiccyo, et que la réponse du savoir Awaji serait très faible. Nous utilisons donc les nœuds Kame et Kiccyo pour des applications potentielles."
Fig.3. Capteurs à la mode fabriqués à l'aide d'un cordon tressé piézoélectrique PLLA. Crédit :Université du Kansai
L'une des applications portables uniques est pour les kimonos japonais (Fig.2), par exemple pour déclencher un smartphone pour prendre un selfie. "Nous travaillons avec des créateurs de mode en France et en Italie de la conception de vêtements réalisés avec nos cordons tressés PLLA, " dit Tajistu. " Nous étudions les possibilités de vêtements japonais traditionnels comme le kimono pour femmes avec des partenaires au Japon. " Le cordon tressé piézoélectrique PLLA peut être utilisé comme capteurs portables, principalement dans les domaines de la mode, vêtements de sport, décoration d'intérieur, et les soins de santé, en utilisant sa mode et sa portabilité, ce qui ne peut pas être réalisé en utilisant des dispositifs de détection portables conventionnels (Fig.3).
Fig. 4 Signal d'onde de pouls décrit dans le texte. Crédit :Université du Kansai
Les soins de santé et la surveillance des mouvements des personnes sont d'autres applications potentielles des cordons tressés PLLA. Par exemple, Tajistu et ses collègues ont fabriqué des colliers décoratifs avec des nœuds Kame et Kicchyo, qui ont été utilisés avec succès pour surveiller la fréquence du pouls en raison de la détection de la pression des artères carotides de chaque côté du cou. Notamment, le signal du pouls n'était pas affecté par les mouvements de la tête ou d'autres parties du corps (Fig.4). "Le sujet ne ressent aucune gêne avec le collier, c'est donc un appareil portable très utile pour surveiller les soins de santé, " dit Tajitsu. " Dans nos expériences, nous avons transmis les signaux aux smartphones par Wi-Fi. Nous avons également fabriqué des lacets pour chaussures pour surveiller le mouvement. Il s'agit donc d'une technologie à la mode et très puissante pour un large éventail d'applications."
