Serait-il audacieux de tisser des fils végétaux dans des vêtements à porter ?
Le matériel végétal conducteur développé par des chercheurs en Suède ouvre la voie à des déchets moins toxiques et à des vêtements plus durables.
Les chercheurs ont développé un nouveau fil végétal conducteur à partir d’un matériau naturel et abondant trouvé dans les plantes qui, selon eux, ouvre la voie à des textiles électroniques plus durables.
Une équipe de chercheurs de l’Université de technologie Chalmers en Suède a travaillé avec de la cellulose pour créer le fil, qui peut être utilisé pour remplacer le matériau souvent toxique et difficile à trouver utilisé dans les appareils électroniques portables actuels, a déclaré Sozan Darabi, doctorant étudiant au Département de chimie et de génie chimique à Chalmers et au Wallenberg Wood Science Center.
« Il existe un réel besoin de matériaux organiques et renouvelables à utiliser dans les textiles électroniques » pour résoudre non seulement le problème des matériaux, mais aussi les « montagnes de déchets électroniques » qui existent actuellement à cause des textiles électroniques mis au rebut, a-t-elle déclaré dans un communiqué de presse.
La cellulose est la structure principale des parois cellulaires végétales et le matériau naturel le plus abondant sur Terre. Elle est donc facile à extraire et à recycler, ce qui en fait peut-être l’un des matériaux les plus durables de la planète pour de nouvelles applications.
En effet, ces dernières années, les scientifiques ont commencé à voir les avantages de l’utilisation de la cellulose de nouvelles manières, telles que le développement d’un biomatériau polyvalent plus résistant que l’acier et la création d’une éponge capable d’éliminer la pollution de l’eau.
Changement de focus
Darabi travaille depuis plusieurs années avec Anja Lund, chercheuse du même groupe, pour développer des fibres électriquement conductrices pour les textiles électroniques. Les chercheurs se concentraient auparavant sur la soie, mais se sont maintenant tournés vers l’utilisation de la cellulose, en particulier une fibre de type cellule ionique, développée par un groupe finlandais dirigé par le professeur Chalmers Herbert Sixta, dans leur quête pour créer un matériau adapté à l’électronique. .
Les chercheurs ont fabriqué le fil conducteur en le teignant avec un matériau polymère électriquement conducteur. Plus précisément, l’équipe a utilisé un procédé de revêtement «couche sur couche» avec une encre à base d’un polymère biocompatible appelé complexe polyélectrolyte poly(3,4-éthylènedioxythiophène):poly(styrène sulfonate), ou PEDOT: PSS en abrégé.
Le fil a mesuré une conductivité record pour le fil fabriqué à partir de ce matériau en termes de rapport au volume – 36 Siemens par centimètre (S/cm), que les chercheurs ont découvert pouvant être augmenté à 181 S/cm en ajoutant des nanofils d’argent, ils mentionné.
Les chercheurs ont également intégré le fil de cellulose dans un transistor électrochimique pour démontrer sa fonction électrochimique.
Création de tissu végétal électronique
Pour fabriquer un textile thermoélectrique, les chercheurs ont cousu les fils de cellulose électriquement conducteurs qu’ils ont développés dans un tissu dont ils ont démontré qu’il pouvait produire une petite quantité d’électricité lorsqu’il était chauffé d’un côté, par exemple lorsqu’il était exposé à la chaleur corporelle de quelqu’un, généralement à 98,6 degrés Fahrenheit. ou 37 degrés Celsius. De plus, le matériau peut conserver sa conductivité même après plusieurs lavages, selon les chercheurs.
L’équipe a publié un article sur les travaux dans la revue ASC Matériaux appliqués et interfaces.
Parce que le matériau est non seulement durable mais dérivé d’un biomatériau naturel, il existe un certain nombre d’options pour de nouvelles applications. Le domaine de la santé est un espace important, où il serait avantageux d’utiliser des matériaux non toxiques pour créer des appareils électroniques portables capables de réguler, surveiller et mesurer diverses mesures de santé, ont déclaré les chercheurs.
Le matériau a également des implications pour l’industrie textile dans son ensemble, qui cherche des moyens de revenir à l’utilisation de matériaux naturels plutôt que synthétiques, compte tenu des préoccupations environnementales à la fois dans la fabrication et les déchets.
« Ce fil de cellulose pourrait conduire à des vêtements dotés de fonctions électroniques intégrées et intelligentes, fabriqués à partir de matériaux non toxiques, renouvelables et naturels », a déclaré Darabi dans un communiqué de presse.
