Suite à la queue des suiveurs de condition physique, il y a eu une poussée pour développer des moniteurs d'environnement personnels - un nouveau type de technologie portable permettant de collecter des données sur les toxines en suspension dans l'air et de les communiquer aux utilisateurs. Un groupe de chercheurs de la RMIT University en Australie a franchi une étape importante dans cette direction en créant des capteurs minces et flexibles pouvant être placés sur votre peau ou dans vos vêtements pour suivre l’exposition aux gaz dangereux et aux rayons UV.
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«Nous voulions fabriquer un appareil capable de détecter des dangers qui ne sont généralement pas reconnus par nos sens», explique Philipp Gutruf, auteur principal d'une étude récemment publiée. «Ces dangers ne sont souvent pas vraiment graves s'ils sont remarqués suffisamment tôt, mais ils deviennent vraiment dangereux lorsque vous êtes exposé au danger pendant trop longtemps."
L'astuce consistait à fabriquer des composants électroniques extensibles capables de se plier sans se casser. Gutruf et son équipe se sont d'abord intéressés à la science des matériaux, avant d'intégrer les capteurs environnementaux. Ils ont imprimé des semi-conducteurs sur des films très minces en polydiméthylsiloxane élastomère bon marché et facilement disponible, un type de silicone avec lequel ils avaient travaillé dans des études antérieures. Ensuite, ils ont empilé ces films en couches, de sorte que si une seule couche se cassait, le tout ne se briserait pas.
«Nous pouvons étirer et plier des matériaux fragiles en utilisant une technologie appelée micro-tectonique», explique Gutruf. "Ce nouvel effet repose sur le chevauchement de couches minces dans un mode très semblable aux plaques tectoniques qui forment la croûte terrestre. Cette technologie nous permet d’apporter les ingrédients clés de l’électronique sur une plate-forme extensible. ”
Une fois le matériau déterminé, les chercheurs ont étudié comment utiliser les films pour détecter les gaz dangereux, tels que l'hydrogène et le dioxyde d'azote, et pour réagir aux rayons UV nocifs. Ils ont inséré de fines couches d'oxydes réactifs dans le silicone, de sorte que les capteurs puissent enregistrer les gaz, tout en restant suffisamment souples et extensibles pour pouvoir être intégrés dans un vêtement ou un patch collant sur la peau.
Par exemple, les chercheurs ont recouvert les capteurs UV avec de l’oxyde de zinc, l’ingrédient actif de la crème solaire. Lorsqu'il était exposé à la lumière, l'oxyde de zinc chargeait les capteurs. «Les capteurs UV absorbent les rayons ultraviolets, tels que les rayons du soleil, ce qui rend l'appareil plus conducteur», déclare Gutruf.
Les capteurs de gaz fonctionnent de manière similaire. Ils sont conçus pour des gaz spécifiques et lorsqu'ils sont exposés à des niveaux élevés d'un certain gaz, le dioxyde d'azote, par exemple, ils sont chargés. «La conductivité augmente ou diminue en fonction du type de gaz présent dans l'atmosphère environnante», explique-t-il.
À l’avenir, les patchs extensibles pourraient être utilisés pour prévenir les coups de soleil ou pour prédire les crises d’asthme, mais ils pourraient également sauver des vies dans des endroits tels que les mines ou les centrales au charbon, où des niveaux élevés de gaz peuvent être toxiques. L'EPA expérimente une technologie similaire. Les nanocapteurs font désormais partie intégrante des projets de dépollution des mines et autres projets de nettoyage de l'agence, car ils peuvent être mis en œuvre à moindre coût, rapidement et dans de nombreux endroits.
"Ces dernières années, la nanotechnologie est devenue une priorité et les nouvelles propriétés et les réactivités améliorées offertes par les nanomatériaux pourraient offrir un nouveau paradigme peu coûteux pour résoudre des problèmes environnementaux et techniques complexes", a déclaré Madeleine Nawar, chargée de projet à la division de la radioprotection de l'EPA. dit dans un rapport.
Jusqu'à présent, les capteurs de Gutruf n'ont été testés qu'en laboratoire. Il soupçonne quatre ans avant que les capteurs ne soient disponibles sur le marché, mais les possibilités de suivre les polluants environnementaux avec eux sont infinies.
«En principe, presque toutes les substances connues peuvent être détectées», dit-il.
