L’impression par extrusion crée un dispositif de mouvement flexible et très sensible

Les chercheurs d'UBCO changent la donne en matière de suivi d'activité

Ahmadreza Ghaffarkhah, étudiant au doctorat à UBC Okanagan, utilise une imprimante 3D pour créer de petits capteurs très précis qui peuvent être intégrés dans des vêtements et des équipements. Crédit : UBC Okanagan photo

La création de l’impression par extrusion haute résolution – pensez à l’impression 3D mais avec une encre qui conduit l’électricité – a permis aux chercheurs de l’Université de la Colombie-Britannique (UBC) d’explorer le potentiel des dispositifs de mouvement humain portables. Leurs recherches sont publiées dans Carbone.

La technologie portable – montres intelligentes, moniteurs cardiaques, appareils d’aide au sommeil et même compteurs de pas – fait désormais partie de la vie quotidienne. Et les chercheurs du laboratoire de nanomatériaux et de nanocomposites polymères de l’UBC Okanagan ont créé des capteurs encore plus petits, plus légers et très précis qui peuvent être intégrés aux vêtements et à l’équipement.

En collaboration avec l’Université Drexel et l’Université de Toronto, l’équipe de recherche de l’UBCO explore une approche d’impression par extrusion haute résolution pour développer de minuscules dispositifs à double fonctionnalité : des boucliers contre les interférences électromagnétiques (EMI) et un capteur de mouvement corporel.

Minuscules et légers, ces boucliers EMI peuvent avoir des applications dans les secteurs de la santé, de l’aérospatiale et de l’automobile, explique le Dr Mohammad Arjmand, professeur adjoint et titulaire de la chaire de recherche du Canada en matériaux avancés et génie des polymères à l’École d’ingénierie de l’UBC Okanagan.

En utilisant un nanomatériau inorganique bidimensionnel appelé MXene, ainsi qu’un polymère conducteur, l’équipe du Dr Arjmand a personnalisé une encre conductrice avec un certain nombre de propriétés qui facilitent l’adaptation aux technologies portables.

Dispositif de mouvement flexible et très sensible créé par impression par extrusion

Résumé graphique. Le crédit: Carbone (2022). DOI: 10.1016/j.carbon.2022.02.003

“Les matériaux avancés ou intelligents qui offrent une conductivité électrique et une flexibilité sont très recherchés”, dit-il. “L’impression par extrusion de ces matériaux conducteurs permettra une structuration à grande échelle, ce qui signifie que nous pouvons produire différentes formes ou géométries, et le produit aura une flexibilité architecturale exceptionnelle.”

Actuellement, les technologies de fabrication de ces matériaux fonctionnels sont pour la plupart limitées à des structures laminées et peu sophistiquées qui ne permettent pas l’intégration de technologies de surveillance, explique le doctorant Ahmadreza Ghaffarkhah.

“Ces structures imprimées peuvent être ensemencées de micro-fissures pour développer des capteurs très sensibles. De minuscules fissures dans leurs structures sont utilisées pour suivre de petites vibrations dans leur environnement”, explique Ghaffarkhah. “Ces vibrations peuvent surveiller une multitude d’activités humaines, y compris la respiration, les mouvements du visage, la parole ainsi que la contraction et la relaxation d’un muscle.”

En retournant à la planche à dessin, les chercheurs d’UBCO ont pu relever un défi majeur rencontré par l’impression par extrusion. Auparavant, la technologie ne permettait pas une résolution d’impression suffisamment élevée, il était donc difficile de fabriquer des structures très précises.

« Par rapport aux technologies de fabrication conventionnelles, l’impression par extrusion offre une personnalisation, une réduction des déchets de matériaux et une production rapide, tout en ouvrant de nombreuses opportunités pour l’électronique portable et intelligente », explique le Dr Arjmand. « À mesure que les techniques d’impression par extrusion s’améliorent, cela ouvre la porte à de nombreuses innovations uniques.

Les chercheurs continuent d’étudier d’autres applications pour les encres d’impression par extrusion qui vont au-delà des écrans EMI et de l’électronique portable.


Une nouvelle frontière de l’impression 3D : les appareils portables autonomes


Plus d’information:
Ahmadreza Ghaffarkhah et al, Impression par extrusion haute résolution d’encres à base de Ti3C2 pour la surveillance des mouvements humains portables et la protection contre les interférences électromagnétiques, Carbone (2022). DOI: 10.1016/j.carbon.2022.02.003

Fourni par l’Université de la Colombie-Britannique

Citation: Électronique portable : l’impression par extrusion crée un dispositif de mouvement flexible et très sensible (2022, 16 juin) récupéré le 16 juin 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-06-wearable-electronics-extrusion-flexible-highly.html

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