Les nouveau-nés, personnes âgées, les patients hospitalisés malades et les amateurs de sport ont tous à gagner d'une percée dans le développement de la technologie portable utilisant des nanomatériaux de l'Université du Sussex.

Le physicien Conor Boland de l'Université du Sussex a publié un « plan directeur » pour aider les scientifiques à comprendre comment optimiser l'efficacité des nanomatériaux utilisés dans les capteurs de santé. Les nanomatériaux promettent de fournir la clé d'une technologie portable qui suit la pression artérielle, impulsion, respiration et mouvements articulaires en temps réel, et sans fil. Mais comment rendre ces matériaux flexibles à la fois plus sensibles et s'étirer davantage a laissé les chercheurs perplexes jusqu'à présent. L'article du Dr Boland "Stumbling Through the Research Wilderness, Standard Methods to Shine Light on Electrically Conductive Nanocomposites for Future Health-Care Monitoring" est publié dans la prestigieuse revue ACS Nano le jeudi 13 décembre.

Après avoir analysé les données de 200 publications sur le sujet, L'article du Dr Conor Boland révèle pour la première fois le dilemme selon lequel plus un matériau peut être étiré, moins il est sensible.

Cependant, en introduisant une nouvelle façon pour les chercheurs d'interpréter leurs données, Le Dr Boland présente une méthode permettant aux chercheurs de comprendre comment les sensibilités et les flexibilités peuvent être optimisées. Ces nanomatériaux de surveillance de la santé doivent être suffisamment sensibles pour mesurer une impulsion avec ses stimuli subtils à faible contrainte, mais aussi pour maintenir cette sensibilité lors de la mesure des grandes déformations d'un joint de flexion. La publication de ce plan ouvre un énorme potentiel pour tous les chercheurs dans ce domaine. Le Dr Boland espère que cela conduira à un nouvel âge d'or des soins de santé, inauguré par des dispositifs portables de surveillance de la santé en temps réel basés sur des nanomatériaux.

Dr Conor Boland, Maître de conférences en physique des matériaux à l'école ou en sciences mathématiques et physiques à l'Université du Sussex, mentionné:

"Le but de nos recherches est de créer des douceurs, des capteurs de santé portables utilisant des nanomatériaux économiques capables de surveiller la santé en temps réel. Le potentiel de ces matériaux serait inestimable pour les cabinets médicaux et les hôpitaux.

"Mais jusqu'à maintenant, les chercheurs ont été incapables de comparer nos propres succès avec ceux des autres. Nous avons progressé d'une manière qui s'apparente à une errance dans un bois sombre sans torche. Notre plan montre maintenant la voie aux chercheurs, libérant le potentiel de nombreuses applications à suivre.

"J'espère que ces produits apporteront le prochain âge d'or de la santé, en permettant aux médecins d'être alertés à distance des changements dans l'état de santé d'un patient. Les dispositifs sur lesquels nous travaillons pourraient fournir des systèmes d'alerte précoce à un large éventail de personnes :des patients mal en point dans des services hospitaliers très fréquentés; les personnes âgées en maison de retraite à risque de chute ou de maladie subite; les personnes à risque de choc anaphylactique, caractérisé par une chute brutale de la pression artérielle.

"En repérant les changements de pouls, pression artérielle, les mouvements articulaires et les taux de respiration, ces produits pourraient potentiellement identifier la maladie avant que les symptômes externes ne se révèlent. De cette façon, un patient pourrait être aidé plus tôt.

"Il existe également une possibilité d'utilisation commerciale privée. Les amateurs de sport professionnels et amateurs devraient à terme voir des moniteurs de santé plus efficaces arriver sur le marché. Ils peuvent fournir des capteurs de diagnostic plus précis pour les joueurs de rugby ou les boxeurs à risque de commotion cérébrale, qui font cruellement défaut. Et les capteurs de santé utilisant des nanomatériaux pourraient aussi aider les parents inquiets, que ce soit en les alertant d'un nouveau-né à risque de mort subite ou d'un enfant en bas âge avec des températures et des taux de respiration élevés.

"Ce plan que nous avons publié ouvre la voie à tout cela."

Ce mémoire de recherche s'intéresse en particulier aux matériaux appelés nanocomposites, un mélange d'un nanomatériau et d'un polymère extensible, utilisé comme capteurs non invasifs portés sur le corps. Ils reposent sur la peau ou sont intégrés à des appareils sans fil similaires aux appareils de fitness commerciaux actuels. Pour mesurer une articulation de flexion, le matériau serait attaché à travers l'articulation de la main ou du genou; et pour mesurer le pouls ou la pression artérielle, il reposerait sur la peau au-dessus de l'artère du cou ou du poignet.

L'article examine la relation entre trois choses :la sensibilité (facteur de jauge), jusqu'où un matériau peut s'étirer lors d'une mesure (facteur de travail) et la rigidité d'un matériau (module de Young) et fournit des références pour chacun qui décriraient les performances d'un matériau de détection optimal.

Alors que le graphène est le nanomatériau le plus connu, il y en a des centaines d'autres dont les dichalcogénures de métaux de transition, Nanotubes de carbone, Nanofils métalliques et MXènes.