Les ingénieurs intègrent des circuits dans les vêtements pour créer des appareils confortables qui pourraient faire de la mode électronique l'avenir de l'industrie textile.

Textiles intelligents, où l'électronique est incorporée dans les tissus, existe depuis un certain temps, des chemises chargées de capteurs qui vous gardent au frais, aux robes remplies de LED. Malgré ces innovations, même le client le plus déterminé aurait du mal à trouver ce type de mode dans la rue principale.

Dr Ana Neves, un chercheur de l'Université d'Exeter au Royaume-Uni spécialisé dans l'électronique portable, pense que la conception encombrante est en partie à blâmer.

"L'utilisateur doit se sentir à l'aise, " dit-elle. " La plupart des textiles intelligents reposent encore sur l'intégration de l'électronique conventionnelle sur les tissus, les attacher à la surface et les retirer lorsque le textile doit être lavé."

Dans le cadre du projet E-TEX, Le Dr Neves et ses collègues utilisent une stratégie différente, en construisant des dispositifs directement dans les fibres des textiles à l'aide de composants flexibles et légers. Un t-shirt, par exemple, pourrait être conçu pour surveiller le rythme cardiaque du porteur sans avoir besoin d'électronique embarquée.

L'idée du projet est née en 2014 lorsque le Dr Neves a développé une technique pour rendre les fibres textiles conductrices de l'électricité en les enduisant de graphène. Elle a alors décidé d'appliquer la méthode pour incorporer l'électronique dans les vêtements.

Les propriétés du graphène sont idéales pour une utilisation dans les textiles. Le semi-métal n'a que quelques atomes d'épaisseur, ce qui le rend extrêmement léger, et il peut être plié et même étiré tout en restant robuste. Il est également transparent, ce qui le rend approprié pour les écrans émettant de la lumière.

Par ailleurs, l'application d'un enduit sur les tissus doit être facile à intégrer dans la production de vêtements existante. "Si nous ajoutons simplement une étape ou deux, les chances d'adoption de ce type de technologie seront nettement plus élevées que si l'on dit à un fabricant qu'il doit reformuler complètement ses lignes de production, " a déclaré le Dr Neves.

Briller

Jusque là, l'équipe a construit un type de présentoir en tissu à l'aide de matériaux électroluminescents. En prenant en sandwich du sulfure de zinc dopé entre deux couches de graphène - qui agissent comme des conducteurs - les chercheurs l'ont fait briller.

Ils ont ensuite incorporé cette configuration dans un réseau de fibres, structuré comme un textile tissé, pour créer un tissu dans lequel l'intersection des fibres s'illumine comme des pixels lorsqu'elle est branchée sur une source d'alimentation. Changer les matériaux électroluminescents produit des couleurs différentes.

"Il peut être utilisé pour rendre visible à distance un manteau ou un sac à dos, " a déclaré le Dr Neves. " Par exemple, si un enfant est perdu, l'activation des fibres électroluminescentes augmenterait la visibilité, aider les équipes de recherche et de sauvetage à les repérer depuis un hélicoptère. »

À l'avenir, l'équipe E-TEX espère récupérer l'énergie des mouvements d'une personne afin que les tissus puissent s'auto-alimenter. Comme flexible, les cellules solaires en plastique deviennent plus efficaces, ils pourraient également être incorporés comme source d'alimentation.

Selon Henry Yi Li, professeur de sciences textiles et d'ingénierie de l'Université de Manchester, ROYAUME-UNI, « les textiles électroniques sont devenus l'un des principaux axes de la technologie portable. »

Mais l'un des problèmes de l'intégration de l'électronique dans les vêtements est de les connecter tous ensemble. Les fils traditionnels sont volumineux et ne s'intègrent pas parfaitement dans le tissu. Le professeur Li fait partie d'un projet appelé ETexWeld, qui essaie de mieux intégrer des composants électroniques tels que des capteurs, circuits, applications et prises de courant dans les vêtements.

Lui et ses collègues repartent de zéro. « Nous développons des composants électroniques en partant de fils ou de fibres individuelles, " il a dit.

Les chercheurs ont expérimenté différentes stratégies qui pourraient être utilisées seules ou combinées. Développer des fibres et des fils conducteurs est une solution, car des composants et circuits microélectroniques peuvent alors être tissés, tricoté, cousu ou brodé dans le tissu. L'impression d'encre conductrice sur un textile est une autre possibilité.

Lavable

L'un des grands défis est de protéger l'électronique afin qu'elle soit lavable et puisse résister à la sueur et à l'humidité, ainsi que les contraintes et contraintes mécaniques dues aux mouvements du corps et aux activités physiques.

« Les éléments électroniques et les câblages de connexion peuvent être encapsulés et protégés par des rubans isolants de soudure et/ou des techniques de broderie, " a déclaré le professeur Li.

Jusqu'à présent, l'objectif du projet était de créer un uniforme intelligent pour pompier qui intègre les fonctionnalités requises tout en éteignant un incendie. Pour ça, des capteurs sont nécessaires pour mesurer la température et l'humidité, tandis que l'emplacement et le mouvement d'un pompier doivent également être transmis aux autres membres de l'équipe - et cela devrait être communiqué sans fil.

L'équipe a développé un algorithme qui peut déterminer si un pompier est en danger ou non en intégrant les données collectées à partir de différentes parties de la combinaison. Il peut également prédire si certains modes de travail sont susceptibles d'être risqués.

Le projet implique une équipe internationale, avec des membres en Turquie, Grèce, La France, Angleterre, Slovénie, Taïwan et Hong Kong, ce qui lui a permis de puiser dans l'expertise de chaque région. A Taïwan et à Hong Kong, par exemple, les entreprises fabriquent et vendent déjà des produits e-textile.

"La collaboration nous aide certainement à passer du travail de laboratoire au développement de prototypes commerciaux, " a déclaré le professeur Li.