Des ingénieurs du Texas livrent un capteur de pression souple révolutionnaire, éliminant les problèmes de sensibilité dans les appareils portables

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

Des ingénieurs du Texas ont résolu ce problème, qui tourmente le domaine depuis des années. Et ils l'ont fait en innovant une 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 atteint un goulot d'étranglement car personne ne pouvait résoudre le compromis entre la pression et la sensibilité », a déclaré Nanshu Lu, professeure associée au département de génie aérospatial et de mécanique de l'ingénierie. « C'est le premier capteur capable de tirer parti d'un nouveau mode hybride pour résister à la pression sans une décroissance significative de la sensibilité. »

Les capteurs de pression souples d'aujourd'hui sont généralement constitués de trois couches — une couche de détection déformable prise en sandwich entre une paire d'électrodes. Ces capteurs se divisent généralement en deux catégories — piézo-capacitifs et piézo-résistifs.

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.

« Alors que nous appliquons une pression externe, la sensibilité diminue, mais reste au niveau des autres capteurs à pression nulle », a déclaré Lu.

Lu a longtemps été une pionnière dans ce domaine de détection, principalement à travers 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.

Maintenant, 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 est de l'enrouler autour de mains et de doigts robotiques pour leur donner la capacité de reconnaître les objets en les touchant. Mais il y a beaucoup d'autres choses qu'il pourrait faire. « Les applications pourraient être illimitées », a déclaré Lu. « La peau électronique extensible pourrait être enroulée autour de presque n'importe quel objet. »