Des ingénieurs développent un processus qui transforme les vêtements ordinaires en biocapteurs

Capteurs de lavage et d'usure

Dans ce graphique, un manchon de compression est transformé en un biocapteur qui mesure les impulsions électriques générées par le mouvement musculaire. La mesure de l’activité électrique captée par la manche est montrée lorsqu’un poing est fait. Crédit : Huanan Zhang/Université de l’Utah

Ils disent que vous êtes ce que vous portez. La nouvelle technologie de biocapteur créée au College of Engineering de l’Université de l’Utah rend cela encore plus vrai.

Le professeur assistant en génie chimique Huanan Zhang a mis au point un processus qui transforme le tissu des vêtements en biocapteurs qui mesurent l’activité électrique d’un muscle lorsqu’il est porté.

Sa nouvelle technologie a récemment été détaillée dans un article publié dans la revue scientifique, Matériaux APL. L’article, « Textile électronique biostable et biocompatible à base de nanocomposite d’or et d’argent pour les biocapteurs électromyographiques portables », a été co-écrit par Taehwan Lim, étudiant diplômé en génie chimique de l’Université de l’Utah, et Sohee Lee du Département de l’habillement et des textiles du Gyeongsang National. Université en Corée du Sud.

Zhang et son équipe ont mis au point une méthode consistant à prendre un textile ordinaire fait d’un mélange coton/polyester et à transformer le tissu en capteurs qui mesurent les impulsions électriques générées par les mouvements musculaires. Cela pourrait devenir une bien meilleure solution pour mesurer l’activité musculaire pour la rééducation physique ou pour d’autres applications médicales. Ordinairement, la technologie actuelle des capteurs bioélectriques dans laquelle ils collent des capteurs avec des fils sur la peau peut parfois être inefficace, inconfortable, coûteuse et coûteuse à fabriquer.

« Cette nouvelle méthode peut permettre aux cliniciens de collecter les signaux électriques à long terme d’un muscle avec plus de précision », explique Zhang. « Et nous pouvons mieux comprendre les progrès d’un patient et donc ses résultats thérapeutiques au fil du temps. »

Lorsque le muscle humain se contracte, il émet des signaux électriques sous forme d’ions (par opposition aux électrons d’un appareil alimenté électriquement). Le processus de Zhang consiste à déposer une couche microscopique d’argent sur un morceau de tissu pour rendre le matériau conducteur et donc recevoir le signal électrique du muscle.

Capteurs de lavage et d'usure

Huanan Zhang, professeur adjoint de génie chimique à l’Université de l’Utah, a mis au point un processus qui transforme le tissu des vêtements en biocapteurs qui mesurent l’activité électrique d’un muscle lorsqu’il est porté. Crédit : Dan Hixson/Université de l’Utah College of Engineering

Mais avoir juste une couche d’argent est un problème car le métal peut être quelque peu toxique en cas de contact prolongé avec la peau. Les chercheurs déposent donc également une seconde couche microscopique d’or, non toxique au toucher. L’or protège non seulement la peau de l’argent, mais il améliore également le signal électrique, dit Zhang.

« La couche d’argent fournit une conductivité de base, mais l’or sur le dessus améliore le signal et la biocompatibilité, et cela aide à réduire le coût de fabrication des dispositifs en or pur », dit-il.

La couche d’argent est appliquée sur le tissu selon un processus similaire à la sérigraphie d’un graphique sur un T-shirt, et elle est appliquée uniquement sur les zones du vêtement qui touchent le muscle mesuré. Ensuite, la couche d’or est déposée par une méthode électrochimique. Les patchs de capteurs sont ensuite attachés à des fils et à un appareil d’électromyographie portable (EMG) qui mesure les contractions musculaires.

Tout aussi important, le processus est également résistant aux cycles répétés dans une machine à laver, dit Zhang. Son équipe a fait passer un vêtement traité avec le processus pendant 15 lavages, et ils n’ont pas affecté l’efficacité des capteurs.

Actuellement, Zhang et son équipe ont testé la méthode sur un manchon de compression pour l’avant-bras. Alors que cette technologie serait principalement utilisée sur des manches ou des chaussettes de compression car elle nécessite que les vêtements touchent constamment la peau, Zhang imagine qu’elle pourrait également être utilisée pour d’autres vêtements moulants tels que les pantalons de vélo ou les collants de sport.

Ces vêtements équipés de capteurs sont un autre exemple de la tendance populaire des technologies portables qui surveillent constamment votre santé tout au long de la journée, comme l’Apple Watch. Et Zhang envisage même un jour où ses vêtements pourraient s’interfacer avec une montre numérique pour fournir des lectures en temps réel à condition que les moniteurs EGM deviennent suffisamment petits.


Suivi de l’activité musculaire avec des vêtements sur le dos


Plus d’information:
Taehwan Lim et al, Textile électronique biostable et biocompatible à base de nanocomposites d’or et d’argent pour les biocapteurs électromyographiques portables, Matériaux APL (2021). DOI : 10.1063/5.0058617

Fourni par l’Université de l’Utah

Citation: Des ingénieurs développent un processus qui transforme les vêtements ordinaires en biocapteurs (2021, 9 novembre) récupéré le 9 novembre 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-11-ordinary-biosensors.html

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