Chercheurs à AMBER, le Centre de recherche sur les matériaux avancés et la bio-ingénierie SFI, et de la Trinity's School of Physics, ont développé la prochaine génération, technologie de détection à base de graphène utilisant leur matériau innovant G-Putty.

Les capteurs imprimés de l'équipe sont 50 fois plus sensibles que la norme de l'industrie et surpassent d'autres capteurs nanométriques comparables dans une mesure importante considérée comme un changement dans l'industrie :la flexibilité.

Maximiser la sensibilité et la flexibilité sans réduire les performances fait de la technologie des équipes un candidat idéal pour les domaines émergents de l'électronique portable et des dispositifs de diagnostic médical.

L'équipe, dirigée par le professeur Jonathan Coleman de la Trinity's School of Physics, l'un des plus grands nanoscientifiques au monde - a démontré qu'il peut produire un imprimé, capteur de contrainte nanocomposite en graphène.

En créant et en testant des encres de différentes viscosités (couleur liquide), l'équipe a découvert qu'elle pouvait adapter les encres G-Putty en fonction de la technologie d'impression et de l'application.

Ils ont publié leurs résultats dans la revue Petit .

En milieu médical, les capteurs de contrainte sont un outil de diagnostic très précieux utilisé pour mesurer les changements de contrainte mécanique tels que la fréquence du pouls, ou les changements dans la capacité d'avaler d'une victime d'AVC. Un capteur de contrainte fonctionne en détectant ce changement mécanique et en le convertissant en un signal électrique proportionnel, agissant ainsi comme un convertisseur mécanique-électrique.

Alors que les capteurs de contrainte sont actuellement disponibles sur le marché, ils sont principalement fabriqués à partir de feuilles métalliques qui posent des limites en termes de résistance à l'usure, Polyvalence, et sensibilité.

Le professeur Coleman a dit :

"Mon équipe et moi avons déjà créé des nanocomposites de graphène avec des polymères comme ceux que l'on trouve dans les élastiques et le mastic idiot. Nous avons maintenant tourné le G-putty, notre mastic idiot mélangé au graphène hautement malléable, dans un mélange d'encres qui possède d'excellentes propriétés mécaniques et électriques. Nos encres ont l'avantage de pouvoir être transformées en un dispositif de travail en utilisant des méthodes d'impression industrielles, de la sérigraphie, aux aérosols et aux dépôts mécaniques.

"Un avantage supplémentaire de notre système à très faible coût est que nous pouvons contrôler une variété de paramètres différents pendant le processus de fabrication, ce qui nous donne la possibilité d'ajuster la sensibilité de notre matériau pour des applications spécifiques nécessitant la détection de contraintes vraiment infimes."

Les tendances actuelles du marché mondial des dispositifs médicaux indiquent que cette recherche est bien placée dans le mouvement vers des produits personnalisés, accordable, capteurs portables qui peuvent facilement être incorporés dans les vêtements ou portés sur la peau.

En 2020, le marché des dispositifs médicaux portables était évalué à 16 milliards de dollars US avec des attentes de croissance significative, en particulier dans les dispositifs de surveillance à distance des patients et une attention croissante portée à la surveillance de la condition physique et du mode de vie.

L'équipe est ambitieuse dans la traduction du travail scientifique en produit. Dr Daniel O'Driscoll, École de physique de la Trinité, ajoutée:

« Le développement de ces capteurs représente un pas en avant considérable pour le domaine des dispositifs de diagnostic portables, des dispositifs qui peuvent être imprimés selon des motifs personnalisés et montés confortablement sur la peau d'un patient pour surveiller une gamme de processus biologiques différents.

« Nous explorons actuellement des applications pour surveiller la respiration et le pouls en temps réel, mouvement et démarche articulaires, et le travail précoce pendant la grossesse. Parce que nos capteurs combinent une haute sensibilité, stabilité et une large plage de détection avec la possibilité d'imprimer des motifs sur mesure sur des supports flexibles, substrats portables, nous pouvons adapter le capteur à l'application. Les méthodes utilisées pour produire ces appareils sont peu coûteuses et facilement évolutives, des critères essentiels pour produire un appareil de diagnostic pour une utilisation à grande échelle. »