Les capteurs de pression souples ont reçu une attention considérable de la recherche dans une variété de domaines, y compris la robotique douce, peau électronique, et de l'électronique portable. Les capteurs de pression souples portables ont un grand potentiel pour la surveillance de la santé en temps réel et pour le diagnostic précoce des maladies.

Une équipe de recherche KAIST dirigée par le professeur Inkyu Park du département de génie mécanique a développé un capteur de pression portable hautement sensible pour les applications de surveillance de la santé. Ce travail a été rapporté dans Matériaux de santé avancés le 21 novembre comme article de couverture.

Cette technologie est capable de précis, et la mesure continue des signaux physiologiques et physiques et montre un grand potentiel pour les applications de surveillance de la santé et le diagnostic précoce des maladies.

Un capteur de pression souple est nécessaire pour avoir une conformité élevée, haute sensibilité, à bas prix, stabilité des performances à long terme, et la stabilité environnementale afin d'être utilisé pour la surveillance continue de la santé. Les capteurs de pression souples à semi-conducteurs conventionnels utilisant des matériaux fonctionnels, notamment des nanotubes de carbone et du graphène, ont montré d'excellentes performances de détection. Cependant, ces capteurs souffrent d'une extensibilité limitée, dérive du signal, et une instabilité à long terme due à la distance entre le substrat étirable et les matériaux fonctionnels.

Pour surmonter ces problèmes, l'électronique à l'état liquide utilisant du métal liquide a été introduite pour diverses applications portables. Parmi ces matériaux, Galinstan, un alliage métallique eutectique de gallium, indium, et de l'étain, a de grandes propriétés mécaniques et électriques qui peuvent être utilisées dans des applications portables. Mais les capteurs de pression à base de métal liquide d'aujourd'hui ont une sensibilité à basse pression, limitant leur applicabilité aux dispositifs de surveillance de la santé.

L'équipe de recherche a développé un réseau de microbosses rigides imprimé en 3D, intégré, capteur de pression souple à base de métal liquide. Grâce à l'impression 3D, l'intégration d'un réseau rigide de microbumps et du moule maître pour un microcanal en métal liquide pourrait être réalisée simultanément, réduire la complexité du processus de fabrication. Grâce à l'intégration de la microbosse rigide et du microcanal, le nouveau capteur de pression a une limite de détection extrêmement basse et une sensibilité à la pression améliorée par rapport aux capteurs de pression à base de métal liquide signalés précédemment. Le capteur proposé a également une dérive de signal négligeable sur 10, 000 cycles de pression, pliant, et à l'étirement et présentait une excellente stabilité lorsqu'il était soumis à diverses conditions environnementales.

Ces résultats de performance en font un excellent capteur pour divers appareils de surveillance de la santé. D'abord, l'équipe de recherche a démontré un dispositif de bracelet portable qui peut surveiller en permanence son pouls pendant l'exercice et être utilisé dans un système de surveillance de la pression artérielle non invasif sans brassard basé sur des calculs PTT. Puis, ils ont introduit un système de surveillance de la pression du talon portable sans fil qui intègre trois 3-D-BLiPS avec un module de communication sans fil.

Le professeur Park a dit :« Il était possible de mesurer en continu des indicateurs de santé, notamment le pouls et la pression artérielle, ainsi que la pression des parties du corps à l'aide de notre capteur de pression souple proposé. Nous nous attendons à ce qu'il soit utilisé dans des applications de soins de santé, telles que la prévention et le suivi des maladies liées à la pression telles que les escarres dans un avenir proche. Il y aura plus d'opportunités pour de futures recherches, y compris un système de surveillance de la pression du corps entier lié à d'autres paramètres physiques."