La peau électronique étirable peut être portée une semaine sans provoquer de réaction épidermique. © Takao Someya Research Group

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Cette peau électronique se transforme en écran

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Des chercheurs japonais ont créé une peau électronique extensible, ultramince et respirante capable de lire et d'afficher des informations à l'aide de micro-LED. Une innovation qui pourrait trouver des applications dans le domaine de la santé notamment.

À l'université de Tokyo (Japon), le professeur Takao Someya travaille depuis plusieurs années à la création d'une peau électronique susceptible d'afficher des informations comme le ferait un écran classique. Il y a un peu moins de deux ans, nous avions ainsi découvert ce film étirable et transparent de seulement trois micromètres d'épaisseur qui intégrait un système d'affichage à base de LED (voir article ci-dessous). Depuis, le professeur Someya et son équipe ont visiblement accompli de gros progrès.

Ils viennent en effet de dévoiler une nouvelle version de cette peau électronique extensible capable d'afficher des graphismes animés, comme par exemple la courbe d'un rythme cardiaque. Placée sur la main ou au creux de la paume, celle-ci épouse parfaitement les reliefs de la peau et se fait oublier, dixit ses concepteurs.

Étirable jusqu'à 45 % de sa longueur initiale

L'afficheur de 16 x 24 pixels utilise des micro-LED reliées entre elles par un câblage élastique. Cette peau électronique peut être étirée jusqu'à 45 % de sa longueur initiale. Le matériau est respirant, ce qui permet de porter ce patch continuellement pendant une semaine sans qu'il ne provoque d'inflammation, assurent les chercheurs. La version précédente était capable de mesurer la température corporelle, la pression sanguine ainsi que l'activité myoélectrique des muscles. Désormais, l'écran peut afficher un électrocardiogramme et d'autres animations simples en temps réel.

Takao Someya pense qu'une version commercialisable pourrait être prête dans trois ans. Les premières applications envisagées concernent le domaine de la surveillance médicale, plus particulièrement celle des seniors, afin de disposer d'une solution de suivi peu invasive de leurs fonctions vitales. 

Pour en savoir plus

Une peau électronique pour remplacer nos écrans

Article initial de Marc Zaffagni, paru le 18/04/2016

Des chercheurs japonais ont élaboré un film électronique transparent ultra-fin qui se colle sur la peau et peut afficher des constantes vitales (pouls, niveau d'oxygène dans le sang...) grâce à des diodes électroluminescentes à polymère. Le dispositif pourrait servir dans les domaines de la médecine ou du sport. Il pourrait même un jour remplacer nos smartphones.

Demain, avant d'aller faire du sport, il suffira peut-être simplement de coller son cardiofréquencemètre à même la peau sans avoir à s'encombrer d'une montre ou d'un bracelet connecté. Certes, la perspective est encore lointaine, mais l'avancée accomplie par une équipe de l'université de Tokyo, au Japon, ouvre la voie. Ces chercheurs ont mis au point un film étirable et transparent de seulement trois micromètres d'épaisseur qui intègre un système d'affichage à base de diodes électroluminescentes à polymère ou Pled (polymer light-emitting diodes).

Suffisamment souple pour épouser les mouvements du corps, cette « peau électronique » peut mesurer différentes constantes vitales comme le pouls et le taux d'oxygénation du sang. Dans une vidéo de démonstration accompagnant un article paru dans Science Advances, on peut voir l'afficheur fonctionner à même la peau. Concevoir ce type de revêtement suppose de trouver le bon compromis entre la finesse et la flexibilité nécessaires au confort d'utilisation mais aussi une durée de fonctionnement qui aille au-delà de quelques heures. L'équipe emmenée par les professeurs Takao Someya et Tomoyuki Yokota a réussi à créer un produit qui réunit ces conditions.

Le prototype de capteur se compose d’un photodétecteur organique relié à des Pled rouges et vertes qui reflètent le taux d’oxygénation du sang et le pouls. © Someya Laboratory

Cette « e-skin » peut fonctionner plusieurs jours

Pour élaborer ce film transparent, les chercheurs nippons ont alterné des couches de parylène, un film polymère biocompatible, et des couches d'oxynitrure de silicium. Entre celles-ci, ils ont ajouté des électrodes d'oxyde d'indium-étain reliées à un photodétecteur organique et des Pled rouges et vertes pour créer l'affichage. Le revêtement bloque le passage d'oxygène et de vapeur d'eau, ce qui, selon ses concepteurs, confère à cette « e-skin » une durée de vie de plusieurs jours.

Outre le pouls ou le niveau d'oxygène dans sang, les chercheurs envisagent d'étoffer les applications médicales et estiment que leur revêtement pourrait même être appliqué directement sur des organes afin de surveiller des constantes pendant et après une chirurgie.

Mais comment la peau respire-t-elle à travers un tel revêtement ? De quelle manière le dispositif est-il alimenté ? N'y a-t-il aucun risque pour l'épiderme ? Bien que probante, la démonstration soulève un certain nombre de questions.

Cela n'empêche pas le professeur Someya de voir encore plus loin. Il suggère en effet que sa peau électronique pourra éventuellement remplacer les smartphones. « À quoi ressemblerait le monde si nous avions des écrans que l'on pourrait coller sur notre corps et qui pourraient même afficher notre niveau de stress ou nos émotions ? En plus du fait de ne pas avoir à transporter en permanence avec soi un terminal mobile, cela pourrait améliorer notre façon d'interagir avec notre entourage et ajouter une dimension nouvelle à notre manière de communiquer. »

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