Capteur flexible révolutionnaire offrant une fiabilité inégalée pour la technologie de santé portable

La surveillance de santé en temps réel et les capacités de détection des robots nécessitent de l'électronique souple, mais un défi de l'utilisation de tels matériaux réside dans leur fiabilité. Être élastique et malléable rend leur performance moins répétable. La variation de fiabilité est connue sous le nom d'hystérésis. Guidés par la théorie de la mécanique du contact, une équipe de chercheurs de NUS a mis au point un nouveau matériau de capteur qui a une hystérésis significativement moindre. Cette capacité permet une technologie de santé portable plus précise et une détection robotique.

Lorsque des matériaux souples sont utilisés comme capteurs de compression, ils font généralement face à de graves problèmes d'hystérésis. Les propriétés du matériau du capteur souple peuvent changer entre des contacts répétés, ce qui affecte la fiabilité des données. Cela rend difficile d'obtenir des lectures précises à chaque fois, limitant les applications possibles des capteurs.

La percée de l'équipe de NUS est l'invention d'un matériau qui a une haute sensibilité, mais avec une performance presque sans hystérésis. Ils ont développé un processus pour craquer des films minces de métal en motifs annulaires souhaitables sur un matériau flexible appelé polydiméthylsiloxane (PDMS).

L'équipe a intégré ce film métal/PDMS avec des électrodes et des substrats pour un capteur piézorésistif et a caractérisé sa performance. Ils ont effectué des tests mécaniques répétés et vérifié que leur innovation de conception améliorait la performance du capteur. Leur invention, nommée Tactile Resistive Annularly Cracked E-Skin, ou TRACE, est cinq fois meilleure que les matériaux souples conventionnels.

« Avec notre conception unique, nous avons pu atteindre une précision et une fiabilité significativement améliorées. Le capteur TRACE pourrait potentiellement être utilisé en robotique pour percevoir la texture de surface ou dans les dispositifs de technologie de santé portable, par exemple, pour mesurer le flux sanguin dans les artères superficielles pour des applications de surveillance de santé », a déclaré le Professeur Assistant Benjamin Tee.

L'étape suivante pour l'équipe de NUS est d'améliorer davantage la conformabilité de leur matériau pour différentes applications portables et de développer des applications d'intelligence artificielle (IA) basées sur les capteurs. « Notre objectif à long terme est de prédire la santé cardiovasculaire sous la forme d'un minuscule patch intelligent placé sur la peau humaine. Ce capteur TRACE est un pas en avant vers cette réalité car les données qu'il peut capturer pour les vitesses de pouls sont plus précises et peuvent aussi être équipées d'algorithmes d'apprentissage automatique pour prédire les textures de surface plus précisément », a expliqué Tee.

D'autres applications que l'équipe de NUS vise à développer incluent des utilisations dans les prothèses, où avoir une interface cutanée fiable permet une réponse plus intelligente.