Nouvelle technologie de capteur à base de graphite pour les appareils médicaux portables
Des chercheurs d’AMBER, du SFI Center for Advanced Materials and BioEngineering Research, et de la Trinity’s School of Physics, ont développé une technologie de détection de nouvelle génération à base de graphène en utilisant leur matériau innovant G-Putty.
Les capteurs imprimés de l’équipe sont 50 fois plus sensibles que la norme de l’industrie et surpassent d’autres capteurs nano-activés comparables dans une mesure importante considérée comme un changement de jeu dans l’industrie: la flexibilité.
Maximiser la sensibilité et la flexibilité sans réduire les performances fait de la technologie des équipes un candidat idéal pour les domaines émergents de l’électronique portable et des dispositifs de diagnostic médical.
L’équipe – dirigée par le professeur Jonathan Coleman de la Trinity’s School of Physics, l’un des plus grands nanoscientifiques au monde – a démontré qu’elle pouvait produire un capteur de déformation nanocomposite de graphène imprimé à faible coût.
Ils ont développé une méthode pour formuler des encres à base de G «mastic» qui peuvent être imprimées sous forme de film mince sur des substrats élastiques, y compris des pansements, et fixées facilement à la peau.
L’équipe a développé une méthode pour formuler des encres à base de G? Mastic? Qui peuvent être imprimées sous forme de film mince sur des substrats élastiques, y compris des pansements, et fixées facilement à la peau.
En créant et en testant des encres de différentes viscosités (fluidité), l’équipe a découvert qu’elle pouvait personnaliser les encres G-Putty en fonction de la technologie d’impression et de l’application.
Ils ont publié leurs résultats dans la revue Petit.
Dans les milieux médicaux, les capteurs de contrainte sont un outil de diagnostic très précieux utilisé pour mesurer les changements de contrainte mécanique tels que la fréquence du pouls ou les changements dans la capacité d’une victime d’AVC à avaler. Un capteur de contrainte fonctionne en détectant ce changement mécanique et en le convertissant en un signal électrique proportionnel, agissant ainsi comme un convertisseur mécano-électrique.
Bien que les capteurs de contrainte soient actuellement disponibles sur le marché, ils sont principalement fabriqués à partir d’une feuille métallique qui pose des limites en termes de portabilité, de polyvalence et de sensibilité.
Le professeur Coleman a déclaré:
«Mon équipe et moi avons déjà créé des nanocomposites de graphène avec des polymères comme ceux que l’on trouve dans les bandes de caoutchouc et le mastic idiot. Nous avons maintenant transformé G-putty, notre mastic stupide mélangé de graphène hautement malléable, en un mélange d’encre qui possède d’excellentes propriétés mécaniques et électriques. Nos encres ont l’avantage de pouvoir être transformées en appareil de travail en utilisant des méthodes d’impression industrielles, de la sérigraphie à l’aérosol et au dépôt mécanique.
« Un avantage supplémentaire de notre système à très faible coût est que nous pouvons contrôler une variété de paramètres différents pendant le processus de fabrication, ce qui nous permet d’ajuster la sensibilité de notre matériau pour des applications spécifiques nécessitant la détection de contraintes vraiment infimes. »
Les tendances actuelles du marché sur le marché mondial des dispositifs médicaux indiquent que cette recherche est bien placée dans la transition vers des capteurs portables personnalisés, réglables et facilement incorporables dans les vêtements ou portés sur la peau.
En 2020, le marché des dispositifs médicaux portables était évalué à 16 milliards de dollars américains avec des attentes de croissance significative, en particulier dans les dispositifs de surveillance à distance des patients et une concentration croissante sur la surveillance de la condition physique et du mode de vie.
L’équipe est ambitieuse dans la traduction du travail scientifique en produit. Le Dr Daniel O’Driscoll, de la Trinity’s School of Physics, a ajouté:
«Le développement de ces capteurs représente un pas en avant considérable dans le domaine des dispositifs de diagnostic portables – des dispositifs qui peuvent être imprimés selon des motifs personnalisés et montés confortablement sur la peau d’un patient pour surveiller une gamme de différents processus biologiques.
«Nous explorons actuellement des applications pour surveiller la respiration et le pouls en temps réel, les mouvements et la démarche des articulations, et le travail précoce pendant la grossesse. Parce que nos capteurs combinent une sensibilité élevée, une stabilité et une large plage de détection avec la possibilité d’imprimer des motifs sur mesure sur des flexibles, substrats portables, nous pouvons adapter le capteur à l’application. Les méthodes utilisées pour produire ces appareils sont peu coûteuses et facilement évolutives – critères essentiels pour produire un appareil de diagnostic pour une utilisation à grande échelle. «
Le professeur Coleman a récemment reçu une subvention Proof of Concept du Conseil européen de la recherche pour s’appuyer sur ces résultats et commencer à développer un prototype pour un produit commercial. L’objectif ultime du groupe est d’identifier des investisseurs potentiels et des partenaires industriels, et de former une spin-out autour de la technologie en se concentrant à la fois sur les applications récréatives et médicales.
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