Est-ce que porter des composants électroniques comme des vêtements serait un « pas » à la mode ?

Les chercheurs ont combiné une méthode d’impression de longue date avec la science des matériaux pour produire une nouvelle façon de développer une technologie portable et d’autres vêtements intelligents.

Des chercheurs de l’Oregon State University ont mis au point une encre imprimable à base de sels d’iodures métalliques binaires qui peuvent se transformer thermiquement en pérovskite, l’une d’une large classe de matériaux cristallins mieux connus pour son utilisation dans le photovoltaïque. Cette transformation ouvre la voie au tissage direct des composants électroniques, tels que les circuits, sur les textiles, une nouvelle façon de fabriquer des appareils électroniques portables, ont-ils déclaré.

Grâce au film de pérovskite, les chercheurs de l’équipe de Chih-Hung Chang, professeur de génie chimique à l’État de l’Oregon, ont réussi à imprimer des thermistances à coefficient de température négatif directement sur du polyester tissé à des températures aussi basses que 120 degrés Celsius, ce qui est juste plus élevé. que le point d’ébullition de l’eau.

« Beaucoup d’efforts ont été consacrés à l’intégration de capteurs, d’écrans, de sources d’alimentation et de circuits logiques dans divers tissus pour la création de textiles électroniques portables », a-t-il expliqué dans un communiqué de presse. « Un obstacle est que la fabrication de dispositifs rigides sur du tissu, qui a une surface à la fois poreuse et non uniforme, est fastidieuse et coûteuse, nécessite beaucoup de chaleur et d’énergie, et est difficile à mettre à l’échelle. »

Une solution consiste à fabriquer les appareils sur quelque chose de solide, puis à les appliquer sur le textile, mais cela est maladroit dans sa conception, a déclaré Chang.

« Cela limite la flexibilité et la résistance à l’usure du tissu et peut également nécessiter des modifications lourdes du processus de fabrication du tissu lui-même », a-t-il déclaré dans un communiqué de presse.

La température compte

L’équipe de Chang a travaillé avec des thermistances, qui sont un type de composant électrique appelé résistance. L’appareil contrôle la quantité de courant entrant dans un circuit.

Les travaux ont porté spécifiquement sur ce que l’on appelle des thermistances à coefficient de température négatif (CTN), dont la résistance diminue à mesure que la température augmente. Cette caractéristique les rend bien adaptés à une utilisation dans les capteurs liés à la température, a-t-il déclaré.

« Un changement de résistance dû à la chaleur n’est généralement pas une bonne chose dans une résistance standard, mais l’effet peut être utile dans de nombreux circuits de détection de température », a expliqué Chang dans un communiqué de presse. « Les thermistances NTC peuvent être utilisées dans pratiquement tous les types d’équipements où la température joue un rôle. Même de petits changements de température peuvent entraîner de grands changements dans leur résistance, ce qui les rend idéaux pour une mesure et un contrôle précis de la température.

Les chercheurs ont publié un article sur leurs travaux dans la revue Matériaux fonctionnels avancés.

En plus de réduire l’énergie nécessaire, la possibilité de fabriquer les textiles améliorés par circuit à une température plus basse en utilisant un processus d’impression commun augmente également la compatibilité avec différents types de textiles, a déclaré Chang. Cela les rend adaptés au développement d’une large gamme de vêtements ou d’appareils intelligents qui peuvent être portés sur le corps et qui sont plus conviviaux et confortables, a-t-il déclaré.

« La simplicité de notre encre, l’évolutivité du processus et les performances de la thermistance sont toutes prometteuses pour l’avenir des textiles électroniques portables », a déclaré Chang dans un communiqué de presse.