Une équipe de recherche de l’Institut coréen des sciences et de la technologie (KIST) a mis au point une technologie d’impression par transfert utilisant de l’hydrogel et de la nano-encre pour créer facilement des capteurs haute performance sur des substrats flexibles de formes et de structures variées.
L’impression par transfert est un procédé courant d’assemblage de dispositifs électroniques, car ceux-ci sont assemblés sur une surface de transfert puis imprimés sur leur substrat final. Cela évite les problèmes inhérents à l’assemblage sur les surfaces difficiles à former et flexibles nécessaires aux objets vestimentaires. La méthode du KIST tire parti de la nature extrêmement flexible des hydrogels pour former les formes des capteurs requis, tandis que les connexions et les capteurs eux-mêmes sont formés à partir de la nano-encre conductrice à base de solutions aqueuses conductrices.
La méthode, détaillée dans la publication Nano Letters de l’American Chemical Society , commence par la formation d’une couche d’hydrogel à base de matériau hydrosoluble dérivé d’un algue dans un moule. Ils ont ensuite produit une solution aqueuse de nanotubes de carbone à simple paroi avec des tensioactifs agissant comme une encre. À l’aide d’une imprimante à jet d’encre, ils ont déposé cette encre selon une «forme en serpentin» à la surface de l’hydrogel. Le surfactant et l’eau dans l’encre ont traversé la surface poreuse de l’hydrogel, ne laissant que les nanotubes hydrophobes (qui sont plus longs que la taille des pores) sur la surface, laissant ainsi le motif d’électrode requis. Les électrodes du nano-réseau, qui ne collent pas au gel, pourraient ensuite être transférées sur le substrat portable.
Seule une très petite quantité d’encre était nécessaire pour produire des électrodes efficaces, ce qui rendait leur formation rapide. De plus, affirme l’équipe, les performances électriques des électrodes étaient exceptionnelles, en raison des hauts niveaux de pureté et d’uniformité des réseaux résultants formant la surface du gel. Les électrodes ont bien fonctionné même si le substrat était rugueux.
Pour tester cette technique, l’équipe de Yi a créé des nano-électrodes transférées sur un gant afin de créer des capteurs capables de détecter immédiatement les mouvements des doigts. Des configurations d’électrodes similaires ont été réalisées pour créer un capteur de pression flexible, hautes performances, capable de mesurer une impulsion au poignet.
Source: https://scienmag.com – 29/07/19
Photo: Korea Institute of Science and Technology (KIST)