Les capteurs peuvent être imprimés à même la peau grâce à une sous-couche contenant des nanoparticules. © Ling Zhang, Penn State, Cheng Lab and Harbin Institute of Technology
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Des capteurs biométriques directement imprimés sur la peau

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Des chercheurs américains et chinois ont mis au point un nouveau procédé qui permet d'imprimer des capteurs biométriques à même la peau. En appliquant d'abord une couche contenant des nanoparticules de carbonate de calcium, il est possible d'imprimer des circuits à température ambiante en utilisant une encre contenant des nanoparticules d'argent.

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Les capteurs biométriques, qui relèvent des données comme la fréquence cardiaque ou la température, sont souvent faussés par les mouvements du corps ou la transpiration. Pour résoudre ce problème, des chercheurs de l'université d'État de Pennsylvanie (États-Unis) et de l'Institut de technologie de Harbin (Chine) ont mis au point de nouveaux capteurs imprimés sur la peau en utilisant une encre conductrice. Cette technique est rendue possible grâce à l'application au préalable d'une couche novatrice.

Le capteur est imprimé en utilisant une encre commerciale contenant des nanoparticules d’argent. Toutefois, pour que l'encre deviennent conductrice, il est nécessaire de la chauffer. C'est l'étape de frittage qui permet de lier les particules entre elles. Dans le cas des nanoparticules d'argent, la température de frittage est de 300 degrés Celsius, bien trop élevée pour la peau humaine.

Des nanoparticules pour un frittage à température ambiante

Afin de contourner ce problème, avant d'imprimer le capteur, les chercheurs ont appliqué sur la peau une substance qui abaisse la température de frittage. Cette couche est composée d'alcool polyvinylique -- que l'on retrouve dans de nombreux produits cosmétiques dont les masques pelables -- auquel ils ont mélangé des nanoparticules de carbonate de calcium (CaCO3), le constituant principal des coquilles d'œufs.

Cette approche a permis de réaliser le frittage à température ambiante. De plus, elle permet d'obtenir une surface d'impression plus lisse et donc d'imprimer une couche plus fine. Les capteurs peuvent être séchés avec un sèche-cheveux à froid, et restent souples et pliables. Les circuits ainsi imprimés sont capables de mesurer la température, l'humidité, la saturation d'oxygène dans le sang et la fréquence cardiaque. Selon les chercheurs, un tel capteur résiste plusieurs jours sur la peau, mais une douche chaude suffit pour l'enlever.

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