Des chercheurs de la faculté de génie de l’Université de la Colombie-Britannique à Okanagan ont mis au point un capteur à faible coût pouvant être entrelacé dans des textiles et des matériaux composites. Bien que la recherche soit encore nouvelle, le capteur pourrait ouvrir la voie à des vêtements intelligents permettant de surveiller les mouvements humains.
Le capteur microscopique intégré est capable de reconnaître le mouvement local grâce à l’étirement des fils tissés traités avec des nanoplatelets de graphène capables de lire l’activité du corps, explique le professeur d’ingénierie Mina Hoorfar.
«Les capteurs microscopiques modifient notre façon de surveiller les machines et les humains», a déclaré Hoorfar, chercheur principal au Advanced Thermo-Fluidic Lab situé sur le campus d’Okanagan à UBC. “En combinant le rétrécissement de la technologie avec une précision améliorée, l’avenir est très prometteur dans ce domaine.”
Cette «technologie de rétrécissement» utilise un phénomène appelé piézorésistivité, réponse électromécanique d’un matériau sous contrainte. Ces capteurs minuscules ont montré de grandes promesses pour la détection des mouvements humains et peuvent être utilisés pour surveiller la fréquence cardiaque ou contrôler la température, explique Hoorfar.
Ses recherches, menées en partenariat avec le Materials and Manufacturing Research Institute de l’UBC Okanagan, montrent le potentiel d’un capteur de fil à faible coût, sensible et extensible. Le capteur peut être tissé dans du spandex, puis enveloppé dans une gaine en silicone extensible. Cette gaine protège la couche conductrice contre les conditions difficiles et permet la création de capteurs portables lavables.
Alors que l’idée de vêtements intelligents – des tissus pouvant indiquer à l’utilisateur quand s’hydrater ou se reposer – peut changer l’industrie du sport, le professeur Abbas Milani de l’Université de la Colombie-Britannique affirme que le capteur a d’autres utilisations. Il peut surveiller les déformations des tissus composites renforcés de fibres actuellement utilisés dans les industries de pointe telles que la fabrication automobile, aérospatiale et marine.
Le capteur composite extensible à faible coût a également fait preuve d’une grande sensibilité et peut détecter de petites déformations telles que l’étirement du fil ainsi que des déformations hors du plan à des endroits inaccessibles dans les stratifiés composites, déclare Milani, directeur de l’UBC Materials and Manufacturing Research Institute. .
Les tests indiquent que des améliorations supplémentaires de la précision pourraient être obtenues en ajustant le mélange de matériaux du capteur et en améliorant sa conductivité électrique et sa sensibilité. Cela pourrait éventuellement permettre de capter des défauts majeurs tels que le “plissement des fibres” lors de la fabrication de structures composites avancées telles que comme ceux actuellement utilisés dans les avions ou les carrosseries.
«Les matériaux composites textiles avancés combinent au mieux les résistances de différents matériaux et modèles de renforcement avec différentes options de résine», explique-t-il. «L’intégration de technologies de capteurs telles que les capteurs piézorésistifs constitués de matériaux flexibles compatibles avec le renforcement textile hôte est en train de changer radicalement la donne dans l’ère émergente de la fabrication intelligente et des tendances actuelles du secteur de l’automatisation.
La recherche, publiée récemment dans Small, a été menée par des chercheurs du Composites Research Network et du Advanced Thermo-Fluidic Lab, grâce au financement du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie.
Source: https://news.ok.ubc.ca– 16/05/19