À l’aide de minuscules particules d’or et d’une sorte de résine, une équipe scientifique de l’Institut de Technologie Technion-Israel a découvert comment faire un nouveau type de capteur souple qui pourrait un jour être intégré dans une peau ou un revêtement électronique, ou e-skin. Si les scientifiques comprennent comment rattacher l’e-skin à des prothèses, les personnes ayant subi des amputations pourraient de nouveau être capable de sentir les modifications dans leur environnement.
Les résultats apparaissent dans le numéro de Juin de la revue ACS Applied Materials & Interfaces.
Le secret réside dans la capacité du capteur à détecter trois types de données simultanément. Alors que les revêtements électroniques actuels détectent « seulement » le toucher, l’invention de l’équipe du Technion « peut simultanément détecter le toucher, l’humidité et la température, comme une vraie peau peut le faire », a dit le responsable de l’équipe de recherche, le Professeur Hossam Haick.
En outre, le nouveau système « est au moins 10 fois plus sensibles au contact que les systèmes e-cutanées existants reposant uniquement sur le toucher ».
Illustration avec l’accord du Prof. Hossam Haick, et Institut de Technologie Technion-Israel
Les chercheurs sont depuis longtemps intéressés par les capteurs souples, mais ils ont eu du mal à les adapter pour une utilisation au quotidien. Pour faire son chemin dans la société, un capteur souple doit fonctionner en basse tension (donc compatible avec les batteries des appareils nomades d’aujourd’hui), mesurer une large gamme de pressions et être apte à faire plus d’une mesure à la fois, y compris l’humidité, la température, la pression, et la présence de substances chimiques. Ajoutons à cela que ces capteurs ont aussi l’obligation de pouvoir être utilisable rapidement, facilement et à moindre coût.
Le capteur imaginé par l’équipe Technion possède toutes ces qualités. Son secret est l’utilisation de nanoparticules dans un cocon monocouche, ne faisant que 5 à 8 nanomètres de diamètre. Elles sont conçues à basé d’or et englobé par des molécules de connexions appelées ligands. En fait, « les nanoparticules dans un cocon monocouche peuvent être considérées comme des fleurs, où le centre de la fleur est une nanoparticule d’or ou de métal, et les pétales sont la monocouche de ligands organiques qui protègent le tout », a expliqué Haick.
Illustration avec l’accord du Prof. Hossam Haick, et Institut de Technologie Technion-Israel
L’équipe a découvert que lorsque ces nanoparticules sont déposées sur le dessus d’un substrat – dans ce cas, fait de PET (polyéthylène téréphtalate souple), la même matière plastique que l’on retrouve dans des bouteilles de soda – le composé résultant conduit l’électricité différemment selon la façon dont le substrat est courbé (le mouvement de flexion produit un rapprochement de quelques particules d’autres, ce qui augmente le transfert des électrons entre celles-ci).
Cette propriété électrique expose que le capteur peut détecter une large gamme de pressions, de quelques dizaines de milligrammes à quelques dizaines de grammes.
« Le capteur est très stable et peut être lié à n’importe quelle sorte de surface, tout en conservant sa fonction stable », a expliqué le Dr Nir Peled, responsable de la recherche sur le cancer thoracique et du Centre de Détection au Centre Médical Sheba d’Israël, qui n’était pas impliqué dans la recherche.
Et en faisant varier l’épaisseur du substrat, ainsi que sa composition, les scientifiques peuvent modifier sa sensibilité. Parce que ces capteurs peuvent alors être personnalisés, ils pourraient à l’avenir effectuer quantités d’autres tâches, y compris comme matériel de surveillance des ponts ou encore à détecter des fissures dans les moteurs.
« En effet », a réagi Dr Peled, « la peau artificielle comme biocapteur développée par le professeur Haick et son équipe est une autre percée qui met les nanotechnologies en avant dans l’ère du diagnostic ».
L’équipe de recherche comprenait également Meital Segev-Bar et Gregory Shuster, des étudiants diplômés de l’Institut Technion du département Nanotechnologie Russell Berrie, ainsi que Avigail Landman et Maayan Nir-Shapira, étudiants de premier cycle au Département de génie chimique du Technion.
Citations de Science Daily
Crédit image À-la-Une : Gros plan sur des doigts. Les chercheurs ont découvert comment faire un nouveau type de capteur souple qui pourrait un jour être intégré à une peau électronique. © iStockphoto
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