Les chercheurs en génie ont créé des ultrafins, matériau électronique extensible et perméable aux gaz, permettant au matériau de « respirer ». Le matériau a été conçu spécifiquement pour une utilisation dans les technologies biomédicales ou portables, puisque la perméabilité aux gaz permet à la sueur et aux composés organiques volatils de s'évaporer de la peau, le rendant plus confortable pour les utilisateurs, en particulier pour un port à long terme.

"La perméabilité au gaz est la grande avancée par rapport à l'électronique extensible précédente, " dit Yong Zhu, auteur co-correspondant d'un article sur les travaux et professeur de génie mécanique et aérospatial à la North Carolina State University. "Mais la méthode que nous avons utilisée pour créer le matériel est également importante car il s'agit d'un processus simple qui serait facile à étendre."

Spécifiquement, les chercheurs ont utilisé une technique appelée méthode de la figure respiratoire pour créer un film polymère étirable présentant une répartition uniforme des trous. Le film est enduit en le trempant dans une solution qui contient des nanofils d'argent. Les chercheurs ont ensuite pressé à chaud le matériau pour sceller les nanofils en place.

"Le film résultant montre une excellente combinaison de conductivité électrique, transmittance optique et perméabilité à la vapeur d'eau, " dit Zhu. " Et parce que les nanofils d'argent sont intégrés juste en dessous de la surface du polymère, le matériau présente également une excellente stabilité en présence de sueur et après une usure à long terme."

"Le résultat final est extrêmement fin—seulement quelques micromètres d'épaisseur, " dit Shanshan Yao, co-auteur de l'article et ancien chercheur postdoctoral à NC State qui est maintenant membre du corps professoral de l'Université Stony Brook. "Cela permet un meilleur contact avec la peau, donnant à l'électronique un meilleur rapport signal/bruit.

« Et la perméabilité aux gaz des appareils électroniques portables est importante pour plus que le simple confort, " dit Yao. " Si un appareil portable n'est pas perméable aux gaz, cela peut également provoquer une irritation de la peau."

Pour démontrer le potentiel du matériau pour une utilisation dans l'électronique portable, les chercheurs ont développé et testé des prototypes pour deux applications représentatives.

Le premier prototype consistait en un montage sur peau, électrodes sèches à utiliser comme capteurs électrophysiologiques. Ceux-ci ont de multiples applications potentielles, telles que la mesure des signaux d'électrocardiographie (ECG) et d'électromyographie (EMG).

"Ces capteurs étaient capables d'enregistrer des signaux avec une excellente qualité, à égalité avec les électrodes disponibles dans le commerce, " dit Zhu.

Le deuxième prototype a démontré la détection tactile intégrée au textile pour les interfaces homme-machine. Les auteurs ont utilisé un manchon textile portable intégré aux électrodes poreuses pour jouer à des jeux informatiques tels que Tetris.

« Si nous voulons développer des capteurs portables ou des interfaces utilisateur pouvant être portés pendant une période de temps significative, nous avons besoin de matériel électronique perméable aux gaz, " dit Zhu. "C'est donc un grand pas en avant."

Le papier, "Perméable au gaz, Très mince, Électronique épidermique extensible avec électrodes poreuses, " est publié dans la revue ACS Nano .