Les chercheurs ont conçu un tatouage à base de graphène qui peut être directement laminé sur la peau avec de l'eau, semblable à un tatouage temporaire. Mais au lieu de présenter des designs artistiques ou colorés, le nouveau tatouage est presque transparent. Son principal attrait est que les propriétés électroniques uniques du graphène permettent au tatouage de fonctionner comme un appareil électronique portable, avec des applications potentielles, y compris des utilisations biométriques (telles que la mesure de l'activité électrique du cœur, cerveau, et musculaire), ainsi que les interactions homme-machine.

Les chercheurs, dirigé par Deji Akinwande et Nanshu Lu à l'Université du Texas à Austin, ont publié un article sur le nouveau tatouage électronique au graphène dans un récent numéro de ACS Nano .

À certains égards, le tatouage électronique au graphène est similaire aux appareils électroniques disponibles dans le commerce pour le suivi de la santé et de la condition physique :les deux types d'appareils sont capables de surveiller la fréquence cardiaque et la bioimpédance (une mesure de la réponse du corps à un courant électrique). Mais parce que les tatouages ​​​​au graphène ultrafins peuvent se conformer pleinement à la peau, ils offrent une qualité de données de qualité médicale, en contraste avec les performances inférieures des capteurs à électrodes rigides montés sur des bandes et attachés au poignet ou à la poitrine. En raison de la détection de haute qualité, les chercheurs s'attendent à ce que les tatouages ​​​​au graphène puissent offrir des remplacements prometteurs pour les capteurs médicaux existants, qui sont généralement collés sur la peau et nécessitent un gel ou une pâte pour permettre aux électrodes de fonctionner.

"Le tatouage au graphène est un capteur physiologique sec qui, à cause de sa minceur, forme un contact ultra-conforme avec la peau, résultant en une fidélité accrue du signal, " Le co-auteur Shideh Kabiri Ameri de l'Université du Texas à Austin a déclaré à Phys.org. " La conformabilité entraîne moins de sensibilité aux artefacts de mouvement, qui est l'un des plus gros inconvénients des capteurs et électrodes secs conventionnels pour les mesures physiologiques."

Les nouveaux tatouages ​​​​sont faits de graphène recouvert d'une couche de support ultrafine de polymère transparent poly(méthacrylate de méthyle) (PMMA). Lors de la fabrication, la bicouche graphène/PMMA est transférée sur un morceau de papier tatouage ordinaire, et la bicouche est ensuite sculptée en différents motifs de rubans serpentins pour fabriquer différents types de capteurs. Le tatouage fini est ensuite transféré sur n'importe quelle partie du corps en amenant le côté graphène en contact avec la peau et en appliquant de l'eau au dos du papier de tatouage pour libérer le tatouage. Les tatouages ​​conservent leur pleine fonction pendant environ deux jours ou plus, mais peut être décollé par un morceau de ruban adhésif si vous le souhaitez.

Étant donné que les chercheurs ont déjà montré que, théoriquement, un tatouage au graphène doit avoir une épaisseur inférieure à 510 nm pour se conformer pleinement à la peau humaine et présenter des performances optimales, le tatouage qu'ils ont fabriqué ici n'a que 460 nm d'épaisseur. Combiné avec une transparence optique bicouche graphène/PMMA d'environ 85%, et le fait que les tatouages ​​sont plus extensibles que la peau humaine, les tatouages ​​au graphène qui en résultent sont à peine perceptibles, à la fois mécaniquement et optiquement.

Les tests ont montré que les tatouages ​​électroniques au graphène peuvent être utilisés avec succès pour mesurer une variété de signaux électrophysiologiques, y compris la température de la peau et l'hydratation de la peau, et peut fonctionner comme un électrocardiogramme (ECG), électromyogramme (EMG), et électroencéphalogramme (EEG) pour mesurer l'activité électrique du cœur, muscles, et le cerveau, respectivement.

"Les tatouages ​​électroniques au graphène sont les plus prometteurs pour des applications potentielles dans les soins de santé mobiles, technologies assistées, et interfaces homme-machine, " a déclaré Kabiri Ameri. " Dans le domaine des interfaces homme-machine, les signaux électrophysiologiques enregistrés à partir du cerveau et des muscles peuvent être classés et affectés à une action spécifique dans une machine. Ce domaine de recherche peut avoir des applications pour l'internet des objets, maisons et villes intelligentes, interaction homme machine, fauteuils roulants intelligents, technologie d'aide à la parole, surveillance des distractions au volant, et le contrôle homme-robot. Récemment, nous avons démontré l'application des tatouages ​​​​au graphène pour détecter les signaux humains afin de contrôler sans fil des objets volants. Cette manifestation sera rapportée dans un proche avenir."

© 2017 Phys.org