Les chercheurs impériaux ont intégré de nouveaux capteurs à faible coût qui surveillent la respiration, la fréquence cardiaque et l'ammoniac dans des t-shirts et des masques faciaux.

Les applications potentielles vont de la surveillance de l'exercice, du sommeil et du stress au diagnostic et à la surveillance des maladies grâce à la respiration et aux signes vitaux.

Filés à partir d'un nouveau fil conducteur à base de coton développé par l'Impériale appelé PECOTEX, les capteurs coûtent peu à fabriquer. Seulement 0,15 $ produit un mètre de fil pour intégrer de manière transparente plus de dix capteurs dans les vêtements, et PECOTEX est compatible avec les machines à broder informatisées standard de l'industrie.

Premier auteur de la recherche Fahad Alshabouna, Ph.D. candidat au département de bio-ingénierie de l'Impériale, a déclaré :"Le support flexible des vêtements signifie que nos capteurs ont une large gamme d'applications. Ils sont également relativement faciles à produire, ce qui signifie que nous pourrions intensifier la fabrication et inaugurer une nouvelle génération de vêtements portables. ."

Les chercheurs ont brodé les capteurs dans un masque facial pour surveiller la respiration, un t-shirt pour surveiller l'activité cardiaque et des textiles pour surveiller des gaz comme l'ammoniac, un composant de la respiration qui peut être utilisé pour détecter les fonctions hépatique et rénale. Les capteurs d'ammoniac ont été développés pour tester si les capteurs de gaz pouvaient également être fabriqués à l'aide de broderies.

Fahad a ajouté :« Nous avons démontré des applications dans la surveillance de l'activité cardiaque et de la respiration, et dans la détection des gaz. vêtements statiques."

La recherche est publiée dans Materials Today .

Capteurs transparents

Les capteurs portables, comme ceux des montres connectées, nous permettent de surveiller en permanence notre santé et notre bien-être de manière non invasive. Jusqu'à présent, cependant, il y avait un manque de fils conducteurs appropriés, ce qui explique pourquoi les capteurs portables intégrés de manière transparente dans les vêtements ne sont pas encore largement disponibles.

Entrez PECOTEX. Développé et transformé en capteurs par des chercheurs de l'Impériale, le matériau est lavable en machine, et est moins cassant et plus conducteur d'électricité que les fils conducteurs à base d'argent disponibles dans le commerce, ce qui signifie que plus de couches peuvent être ajoutées pour créer des types complexes de capteurs.

Les chercheurs ont testé les capteurs par rapport à des fils conducteurs à base d'argent disponibles dans le commerce pendant et après leur broderie sur les vêtements.

Pendant la broderie, le PECOTEX était plus fiable et moins susceptible de se casser, ce qui permettait de broder plus de couches les unes sur les autres.

Après la broderie, PECOTEX a démontré une résistance électrique inférieure à celle des fils à base d'argent, ce qui signifie qu'ils ont une meilleure conductivité électrique.

L'auteur principal, le Dr Firat Güder, également du Département de bio-ingénierie, a déclaré :« PECOTEX est très performant, solide et adaptable à différents besoins. Il est facilement évolutif, ce qui signifie que nous pouvons produire de gros volumes à peu de frais en utilisant des machines à broder informatisées domestiques et industrielles. .

"Notre recherche ouvre des possibilités passionnantes pour les capteurs portables dans les vêtements de tous les jours. En surveillant la respiration, la fréquence cardiaque et les gaz, ils peuvent déjà être intégrés de manière transparente et pourraient même aider à diagnostiquer et à surveiller les traitements des maladies à l'avenir."

Les capteurs brodés ont conservé les propriétés intrinsèques du tissu telles que la portabilité, la respirabilité et la sensation sur la peau. Ils sont également lavables en machine jusqu'à 30°C.

Ensuite, les chercheurs exploreront de nouveaux domaines d'application tels que le stockage d'énergie, la récupération d'énergie et la détection biochimique pour la médecine personnalisée, ainsi que la recherche de partenaires pour la commercialisation.

« PEDOT :fil conducteur en coton modifié PSS pour la fabrication en série de capteurs électriques portables à base de textile par broderie informatisée », a été publié le 6 septembre 2022 dans Materials Today . + Explorer plus loin

Broder l'électronique dans la prochaine génération de tissus "intelligents"