Capteur à base de graphite pour dispositifs médicaux portables

Les chercheurs ont développé une technologie de détection à base de graphène en utilisant le matériau G-Putty - un mastic mélangé au graphène hautement malléable. Les capteurs imprimés sont 50 fois plus sensibles que la norme de l'industrie et surpassent les autres capteurs nano-activés comparables dans une métrique importante :la flexibilité. Maximiser la sensibilité et la flexibilité sans réduire les performances fait de cette technologie un candidat idéal pour les domaines émergents de l'électronique portable et des dispositifs de diagnostic médical.

L'équipe a démontré qu'elle pouvait produire un capteur de déformation nanocomposite de graphène imprimé à faible coût. En créant et en testant des encres de différentes viscosités (écoulement), l'équipe a découvert qu'elle pouvait adapter les encres G-Putty en fonction de la technologie d'impression et de l'application. Dans les milieux médicaux, les capteurs de contrainte sont un outil de diagnostic précieux utilisé pour mesurer les changements de contrainte mécanique, tels que le pouls, ou les changements dans la capacité d'une victime d'AVC à avaler. 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. Bien que des capteurs de contrainte soient actuellement disponibles, ils sont principalement fabriqués à partir d'une feuille métallique qui pose des limites en termes de portabilité, de polyvalence et de sensibilité.

L'équipe a transformé le G-putty en un mélange d'encres doté d'excellentes propriétés mécaniques et électriques. Les encres peuvent être transformées en un dispositif de travail en utilisant des méthodes d'impression industrielles, de la sérigraphie à l'aérosol et au dépôt mécanique. Un avantage supplémentaire est que l'équipe peut contrôler une variété de paramètres différents au cours du processus de fabrication, ce qui permet d'ajuster la sensibilité du matériau pour des applications spécifiques nécessitant la détection de contraintes minimes.

Le développement des capteurs représente une avancée considérable dans les 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. L'équipe explore des applications pour surveiller la respiration et le pouls en temps réel, les mouvements et la marche des articulations, et le début du travail pendant la grossesse. Étant donné que les capteurs combinent une sensibilité élevée, une stabilité et une large plage de détection avec la possibilité d'imprimer des motifs sur mesure sur des substrats flexibles et portables, l'équipe peut adapter le capteur à l'application.