Capteur à base de graphite : sensibilité et flexibilité accrues pour dispositifs médicaux portables

Des chercheurs ont développé une technologie de détection à base de graphène utilisant le matériau G-Putty — un mastic graphène hautement malléable. Les capteurs imprimés sont 50 fois plus sensibles que la norme industrielle et surpassent les autres capteurs nano-actifs comparables sur un indicateur important : la flexibilité. Maximiser la sensibilité et la flexibilité sans réduire les performances rend cette technologie idéale pour les domaines émergents de l'électronique portable et des dispositifs de diagnostic médical.

L'équipe a démontré qu'elle peut produire un capteur de contrainte nanocomposite graphène imprimé à faible coût. En créant et testant des encres de différentes viscosités, l'équipe a découvert qu'elle pouvait adapter les encres G-Putty selon la technologie d'impression et l'application. En milieu médical, les capteurs de contrainte sont un outil de diagnostic précieux utilisé pour mesurer les changements de contrainte mécanique, tels que le rythme cardiaque ou les changements dans la capacité d'un patient 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 méca-électrique. Bien que des capteurs de contrainte soient actuellement disponibles, ils sontmostly faits de feuille métallique qui pose des limites en termes de portabilité, polyvalence et sensibilité.

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

Le développement de ces capteurs représente une avancée considérable dans les dispositifs de diagnostic portables — des dispositifs qui peuvent être imprimés en 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, le mouvement des articulations et la démarche, et le travail précoce pendant la grossesse. Parce que les capteurs combinent haute sensibilité, stabilité et large plage de détection avec la capacité d'imprimer des motifs sur mesure sur des substrats flexibles et portables, l'équipe peut adapter le capteur à l'application.