Tech

Un écran tactile mais sans contact grâce... à la transpiration des doigts

ActualitéClassé sous :technologie , écrans tactiles sans contact , institut Max Planck

Depuis quelques mois, des écrans tactiles dits sans contact ont fait leur apparition sur le marché. Leurs capteurs permettent de détecter à distance la position d'un doigt au-dessus de l'écran. Des chercheurs allemands viennent de mettre au point un tout nouveau système d'écran sans contact reposant sur... la transpiration des doigts.

La technologie de reconnaissance de gestes permet de rendre « tactiles sans contact » tous les types d’écrans. L’utilisation se fait comme avec un écran tactile mais sans contact physique avec la surface. Le système conçu par les chercheurs allemands permet de visualiser la transpiration d’un doigt grâce à un capteur d’humidité. © AIRxTouch

Dans notre environnement quotidien, les écrans tactiles sont partout, de nos smartphones aux distributeurs automatiques de billets en passant par les écrans d'informations dans les centres commerciaux. Et ils sont extrêmement pratiques. Ils affichent cependant aussi quelques inconvénients parmi lesquels, surtout en cette période automnale, le fait de représenter un vecteur de transmission de virus et de bactéries non négligeable. Des chercheurs allemands de l'Institut Max Planck de Stuttgart et de l'université Louis-et-Maximilien de Munich se sont donc posé la question de savoir s'ils pouvaient concevoir un système qui réagirait à la simple approche d'un doigt. Une sorte d'écran tactile, mais sans contact. Ils ont ainsi développé des matériaux nanostructurés, dont les propriétés électriques et même optiques changent avant même que le doigt ne les touche.

Un écran tactile sans contact, comment ça marche ? Dans les quelques versions déjà présentes sur le marché, le système repose sur une combinaison de détecteurs de mouvements. Les chercheurs allemands ont quant à eux choisi d'exploiter une caractéristique humaine universelle : le simple - et souvent non désiré - fait que nous transpirons ! Ainsi notre corps, par les pores de notre peau, émet en permanence des molécules d'eau. Et les scientifiques sont parvenus à visualiser la transpiration d'un doigt grâce à un capteur d'humidité dernière génération. Un capteur qui réagit dès que l'objet s'en approche - le doigt en l'occurrence. L'augmentation d'humidité ainsi enregistrée est convertie en signal électrique ou transformée en changement de couleur.

Une nanostructure qui change de couleur

Au cœur du dispositif, de l'acide phosphatoantimonique de formule chimique HSbP2O8. À température ambiante, ce composé se présente sous la forme de cristaux solides capables d'absorber l'eau. Dans le processus, les cristaux gonflent de manière assez spectaculaire. C'est cette propriété qui a été exploitée par les chercheurs pour modifier les propriétés optiques de leur dispositif. Mais ce n'est pas tout. La conductivité électrique de l'acide phosphatoantimonique augmente également en même temps que la quantité d'eau stockée (et ce de manière particulièrement localisée). Une caractéristique qui permet d'utiliser l'acide phosphatoantimonique pour mesurer l'humidité ambiante et, surtout, pour la conception d'écrans tactiles sans contact.

Grâce à une nanostructure à base de couches d’acide phosphatoantimonique, de dioxyde de silicium et de nanoparticules de dioxyde de titane, le système détecte, avec précision, un changement d’humidité ambiante, et la couleur de l’écran change lorsqu’un doigt s’en approche à quelques millimètres. © Advanced Materials 2015, Max Planck Institute for Solid State Research

C'est donc à partir de nanofeuilles d'acide phosphatoantimonique que les chercheurs allemands ont développé une nanostructure plus complexe, qui réagit à l'humidité en changeant de couleur. Ils ont en fait réalisé un empilement de nanofeuilles chimiquement stable de seulement un micromètre d'épaisseur (soit 10-6 mètre). Un empilement qui alterne de l'acide phosphatoantimonique, du dioxyde de silicium (SiO2) et des nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2). De quoi, finalement, offrir un retour visuel du mouvement du doigt au-dessus de l'écran. Car l'augmentation du volume de l'acide phosphatoantimonique en présence d'humidité - et uniquement en présence d'humidité - provoque un changement de couleur, à l'image de ce qui se passe sur les ailes d'un papillon.

Un matériau qui réagit en quelques millisecondes

Autre caractéristique intéressante du système proposé par les chercheurs de Stuttgart et de Munich : la capacité de la structure nanométrique à réagir à un changement d'humidité en seulement quelques millisecondes là où ses concurrentes ne répondent qu'au bout de plusieurs secondes parfois. Une caractéristique essentielle, bien sûr, en vue d'une application pratique sur un écran tactile sans contact.

Mais avant que les écrans tactiles sans contact à base d'acide phosphatoantimonique n'inondent le marché, les chercheurs vont encore devoir résoudre quelques difficultés. La rentabilité économique, par exemple, doit encore être améliorée. Et le système devra être recouvert d'une couche protectrice contre les attaques chimiques ou mécaniques mais laissant passer l'humidité. Les scientifiques allemands assurent avoir déjà une idée de solution...

Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour.

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !

Cela vous intéressera aussi

Fabriquer son écran tactile en quelques minutes grâce à une imprimante  Une équipe de scientifiques de l’université allemande de Saarland a développé une technique qui permet à quiconque possédant une imprimante de fabriquer un écran tactile en quelques minutes. Voici en vidéo l’illustration de ce procédé révolutionnaire.