Un nouveau « feutre » conducteur transporte l'électricité même lorsqu'il est tordu, plié et étiré. Crédit :Matthieu Catenacci
La puissance de suivi de l'exercice d'un Fitbit pourrait bientôt sauter de votre poignet et dans vos vêtements.
Les chercheurs cherchent à intégrer des appareils électroniques tels que des trackers de fitness et des moniteurs de santé dans nos chemises, Chapeaux, Et des chaussures. Mais personne ne veut que des fils de cuivre rigides ou des transistors en silicium déforment leurs vêtements ou pénètrent dans leur peau.
Les scientifiques du laboratoire de Benjamin Wiley à Duke ont créé un nouveau « feutre » conducteur qui peut être facilement modelé sur des tissus pour créer des fils flexibles. Le feutre, composé de nanofils de cuivre enrobés d'argent et de caoutchouc de silicone, transporte l'électricité même lorsqu'il est plié, étiré et tordu, encore et encore.
"Nous voulions créer un câblage extensible sur le corps, " dit Matthieu Catenacci, un étudiant diplômé du groupe de Wiley.
Pour créer un fil souple, l'équipe aspire d'abord une solution de nanofils de cuivre et d'eau à travers un pochoir, créer un empilement de nanofils entrelacés dans la forme souhaitée. Le matériau est similaire aux fibres entrelacées qui composent le feutre de tissu, mais à plus petite échelle, dit Wiley, professeur agrégé de chimie à Duke.
"La façon dont je pense aux fils est comme de minuscules bâtons de spaghettis non cuits, " Wiley a dit. " L'eau passe à travers, et puis vous vous retrouvez avec ce tas de bâtons à haute porosité."
Le feutre conducteur est constitué d'empilements de nanotubes de cuivre enrobés d'argent entrelacés remplis d'un caoutchouc de silicone extensible (à gauche). Lorsqu'il est étiré, le feutre fait de caoutchouc plus souple est plus résistant aux petites déchirures et trous que les feutres faits de caoutchouc plus rigide (au milieu). Ces déchirures sont visibles dans les petites cavités du feutre (à droite). Crédit :Matthieu Catenacci
Les nanofils entrelacés sont chauffés à 300 F pour faire fondre les contacts ensemble, puis du caoutchouc de silicone est ajouté pour combler les espaces entre les fils.
Pour montrer la souplesse de leur nouveau matériau, Catenacci a modelé le feutre de nanofil en une variété de squiggly, motifs de serpent. L'étirement et la torsion des fils jusqu'à 300 fois n'ont pas dégradé la conductivité.
"A plus grande échelle, vous pourriez prendre une chemise entière, placez-le sur un filtre à vide, et avec un pochoir, vous pouvez créer n'importe quel motif de fil que vous voulez, " Catenacci a dit. " Après avoir ajouté le silicium, donc vous aurez juste un morceau de tissu qui est capable de s'étirer."
Le matériau conserve sa conductivité lorsqu'il est tordu et étiré. Crédit :Matthieu Catenacci
Leur feutre n'est pas le premier matériau conducteur qui affiche l'agilité d'un gymnaste. Les fils flexibles faits de microflocons d'argent présentent également cet ensemble unique de propriétés. Mais le nouveau matériau a la meilleure performance de tout autre matériau jusqu'à présent, et à un coût bien moindre.
"Ce matériau conserve sa conductivité après étirement mieux que tout autre matériau avec cette conductivité initiale élevée. C'est ce qui le sépare, " dit Wiley.
