La technologie de détection médicale a fait de grands progrès ces dernières années, avec le développement d'appareils portables capables de suivre le pouls, fonction cérébrale, biomarqueurs dans la sueur et plus. Cependant, il y a un gros problème avec les capteurs de pression portables existants :même la moindre pression, quelque chose d'aussi léger qu'une chemise à manches longues serrée sur un capteur, peut les faire dérailler.

Les ingénieurs du Texas ont résolu ce problème, qui agace le terrain depuis des années maintenant. Et ils l'ont fait en innovant une toute première approche de détection hybride qui permet à l'appareil de posséder les propriétés des deux types prédominants de capteurs utilisés aujourd'hui.

« Le domaine des capteurs de pression flexibles est extrêmement encombré, et après deux décennies, nous avons rencontré un goulot d'étranglement parce que personne ne pouvait résoudre le compromis entre la pression et la sensibilité, " dit Nanshu Lu, professeur agrégé au Département de génie aérospatial et de mécanique du génie et l'auteur correspondant de la nouvelle recherche publiée aujourd'hui dans Matériaux avancés . "C'est le premier capteur capable de tirer parti d'un nouveau mode hybride pour résister à la pression sans une baisse significative de la sensibilité."

Les capteurs de pression souples aujourd'hui sont généralement constitués de trois couches - une couche de détection déformable prise en sandwich entre une paire d'électrodes. Ces capteurs appartiennent généralement à l'une des deux catégories suivantes :piézo-capacitif et piézo-résistif.

L'équipe de Lu a utilisé un nanocomposite électriquement conducteur et hautement poreux comme couche de détection et a ajouté une couche isolante supplémentaire au capteur, ce qui lui a donné les capacités des deux types de capteurs. Cette nouvelle détection hybride est ce qui lui permet de mieux résister à la pression.

Les capteurs typiques subissent une baisse de sensibilité de 10 fois lorsqu'ils subissent une pression au-delà d'un léger toucher. Ce capteur, appliqué sur le front d'un sujet de test, était capable de résister à la pression d'un casque de réalité virtuelle bien ajusté avec seulement une perte minimale de sensibilité. La pression peut non seulement entraîner une perte de précision dans de nombreux capteurs, mais cela peut émousser la capacité de fournir une lecture du tout.

« Alors que nous appliquons une pression extérieure, la sensibilité baisse, mais reste à égalité avec les autres capteurs à pression nulle, " dit Lou, qui a également des nominations au Département de génie électrique et informatique, Département de génie mécanique de Walker, Département de génie biomédical et Texas Materials Institute de l'UT Austin.

Lu est depuis longtemps un pionnier dans ce domaine de la détection, principalement grâce à sa technologie de tatouage électronique - une série d'appareils si légers et extensibles qu'ils peuvent être placés sur le cœur, le cerveau, ou le muscle pendant de longues périodes avec peu ou pas d'inconfort.

Mais, Lu a des visions encore plus grandioses pour ces capteurs et tatouages ​​électroniques. Elle travaille sur des moyens de permettre au matériau du capteur d'être enroulé autour de presque n'importe quel objet et de lui donner la sensibilité de la peau humaine. L'application la plus évidente consiste à l'enrouler autour des mains et des doigts robotiques pour leur donner la possibilité de reconnaître des objets en les touchant. Mais il y a beaucoup d'autres choses qu'il pourrait faire.

"Les applications pourraient être illimitées, " dit Lu. " Extensible, L'e-skin pouvait être enroulé autour de presque n'importe quel objet."