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11 novembre 2020

par Leah Burrows, Harvard John A Paulson School of Engineering and Applied Sciences

Pensez à votre t-shirt préféré, à celui que vous avez porté cent fois et à tous les abus que vous lui avez subis Vous l’avez lavé plus de fois que vous ne vous en souvenez, renversé dessus, étiré, émietté, peut-être même brûlé en vous penchant au-dessus du poêle une fois

Nous mettons nos vêtements à rude épreuve et si les textiles intelligents du futur survivront à tout ce que nous leur jetons, leurs composants devront être résistants

Maintenant, les chercheurs du Harvard John A La Paulson School of Engineering and Applied Sciences et le Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering ont développé un capteur de contrainte ultra-sensible et très résilient qui peut être intégré dans des textiles et des systèmes robotiques souples

“Les jauges de contrainte souples actuelles sont vraiment sensibles mais aussi très fragiles”, a déclaré Oluwaseun Araromi, chercheur associé en science des matériaux et génie mécanique à SEAS et à l’Institut Wyss et premier auteur de l’article «Le problème est que nous travaillons dans un paradigme oxymoronique – les capteurs à haute sensibilité sont généralement très fragiles et les capteurs très puissants ne sont généralement pas très sensibles. Nous devions donc trouver des mécanismes qui pourraient nous donner suffisamment de chaque propriété”

En fin de compte, les chercheurs ont créé un design qui ressemble et se comporte très bien comme un Slinky

“Un Slinky est un cylindre solide de métal rigide, mais si vous le modelez dans cette forme en spirale, il devient extensible”, a déclaré Araromi “C’est essentiellement ce que nous avons fait ici Nous avons commencé avec un matériau en vrac rigide, dans ce cas de la fibre de carbone, et l’avons modelé de manière à ce que le matériau devienne extensible”

Le motif est connu sous le nom de méandre serpentin, car ses hauts et ses bas pointus ressemblent au glissement d’un serpent Les fibres de carbone conductrices à motifs sont ensuite prises en sandwich entre deux substrats élastiques pré-formés

La conductivité électrique globale du capteur change lorsque les bords de la fibre de carbone à motifs sortent du contact les uns avec les autres, de la même manière que les spirales individuelles d’un slinky sortent du contact les unes avec les autres lorsque vous tirez les deux extrémités Ce processus se produit même avec de petites quantités de contrainte, ce qui est la clé de la haute sensibilité du capteur

Contrairement aux capteurs extensibles très sensibles actuels, qui reposent sur des matériaux exotiques tels que le silicium ou les nanofils d’or, ce capteur ne nécessite pas de techniques de fabrication spéciales ni même de salle blanche Il pourrait être fabriqué en utilisant n’importe quel matériau conducteur

Les chercheurs ont testé la résilience du capteur en le poignardant avec un scalpel, en le frappant avec un marteau, en le renversant avec une voiture et en le jetant dix fois dans une machine à laver. Le capteur est sorti indemne de chaque test

Pour démontrer sa sensibilité, les chercheurs ont intégré le capteur dans un manchon de bras en tissu et ont demandé à un participant de faire différents gestes avec sa main, y compris un poing, une paume ouverte et un mouvement de pincement. Les capteurs ont détecté les petits changements dans le muscle de l’avant-bras du sujet à travers le tissu et un algorithme d’apprentissage automatique a réussi à classer ces gestes.

“Ces caractéristiques de résilience et de robustesse mécanique placent ce capteur dans un tout nouveau camp”, a déclaré Araromi

Une telle pochette pourrait être utilisée dans tout, des simulations de réalité virtuelle et des vêtements de sport aux diagnostics cliniques pour les maladies neurodégénératives comme la maladie de Parkinson

Le bureau de développement technologique de Harvard a déposé une demande de protection de la propriété intellectuelle associée à ce projet

“La combinaison d’une sensibilité et d’une résilience élevées sont des avantages évidents de ce type de capteur”, a déclaré Robert Wood, professeur Charles River d’ingénierie et de sciences appliquées à SEAS et auteur principal de l’étude “Mais un autre aspect qui différencie cette technologie est le faible coût des matériaux constitutifs et des méthodes d’assemblage. Nous espérons que cela réduira les obstacles à la généralisation de cette technologie dans les textiles intelligents et au-delà.”

“Nous explorons actuellement comment ce capteur peut être intégré dans les vêtements en raison de l’interface intime avec le corps humain qu’il fournit”, déclare Conor Walsh, le Paul A Professeur Maeder d’ingénierie et de sciences appliquées à SEAS et co-auteur de l’étude «Cela permettra de nouvelles applications passionnantes en étant capable d’effectuer des mesures biomécaniques et physiologiques tout au long de la journée d’une personne, ce qui n’est pas possible avec les approches actuelles”

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E-textiles

News – GB – Un capteur pour textiles intelligents survit à la machine à laver, aux voitures et aux marteaux
Titre associé :
– Le Le capteur pour smart textiles survit à la machine à laver , voitures et marteaux

Source: https://techxplore.com/news/2020-11-sensor-smart-textiles-survives-machine.html

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