Capteur ultra-sensible et résilient pour les textiles intelligents

Pour que les textiles intelligents du futur survivent, leurs composants devront être résilients. Des chercheurs ont mis au point un capteur de contrainte ultra-sensible et résilient qui peut être intégré dans des textiles et des systèmes robotiques mous.

Les chercheurs ont créé un design qui ressemble et se comporte beaucoup comme un Slinky - un cylindre solide de métal rigide qui, lorsqu'il est modelé en forme de spirale, devient extensible. Les chercheurs ont commencé avec un matériau en vrac rigide - dans ce cas, la fibre de carbone - et l'ont modelé de manière à ce que le matériau devienne extensible. Le motif est connu sous le nom de méandre serpentin parce que ses hauts et ses bas ressemblent au glissement d'un serpent. Les fibres de carbone conductrices à motifs sont ensuite prises en sandwich entre deux substrats élastiques précontraints.

La conductivité électrique globale du capteur change à mesure que les bords de la fibre de carbone à motifs sortent du contact les uns avec les autres, de la même manière que les spirales individuelles d'un Slinky sortent du contact les unes avec les autres lorsque vous tirez les deux extrémités. Ce processus se produit même avec de petites contraintes, ce qui est la clé de la haute sensibilité du capteur.

Contrairement aux capteurs extensibles très sensibles actuels qui reposent sur des matériaux exotiques tels que le silicium ou les nanofils d'or, ce capteur ne nécessite pas de techniques de fabrication spéciales ni même de salle blanche. Il pourrait être réalisé avec n'importe quel matériau conducteur. Les chercheurs ont testé la résilience du capteur en le poignardant avec un scalpel, en le frappant avec un marteau, en le renversant avec une voiture et en le jetant 10 fois dans une machine à laver. Le capteur est sorti indemne de chaque test.

Pour démontrer sa sensibilité, les chercheurs ont intégré le capteur dans un manchon en tissu et ont demandé à un participant de faire différents gestes avec sa main, notamment un poing, une paume ouverte et un mouvement de pincement. Les capteurs ont détecté les petits changements dans le muscle de l'avant-bras du sujet à travers le tissu et un algorithme d'apprentissage automatique a pu classer avec succès ces gestes. Un tel manchon pourrait être utilisé dans tout, des simulations de réalité virtuelle et des vêtements de sport, aux diagnostics cliniques pour les maladies neurodégénératives comme la maladie de Parkinson.

Un autre aspect qui différencie la technologie est le faible coût des matériaux constitutifs et des méthodes d'assemblage. Les chercheurs étudient comment le capteur peut être intégré dans les vêtements en raison de l'interface intime avec le corps humain qu'il fournit. Le capteur pourrait effectuer des mesures biomécaniques et physiologiques tout au long de la journée d'une personne, ce qui n'est pas possible avec les approches actuelles.

Regardez une démo du capteur sur Tech Briefs TV ici. Pour plus d'informations, contactez Leah Burrows à Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer Javascript pour le voir.; 617-496-1351.