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Ce nouveau moniteur de santé portable peut se coller à presque n’importe quoi

Nous les voyons souvent dans les shows de science-fiction : des moniteurs de santé intégrés dans le corps humain, suivant tout ce qui se passe à l’intérieur de nous. Cette technologie particulière est encore loin d’être atteinte. Cependant, un nouveau développement de la King Abdullah University of Science and Technology (KAUST – L’université des sciences et technologies du Roi Abdallah) en Arabie Saoudite nous en rapproche. Les chercheurs ont mis au point un procédé qui imprime des ordinateurs hautes performances à base de silicium sur des surfaces douces et autocollantes pouvant s’adapter aux contours asymétriques du corps.

L’équipe de chercheurs de la Computer, Electrical, and Mathematical Science and Engineering Division du KAUST, dirigée par Muhammad Hussain, a travaillé sur cette technologie qui rend les matériaux de silicium plus souples tout en conservant leur performance. L’étude est publiée dans la revue Advanced Material Technologies.

a) Projection growth for different Internet of Things (IoT) modules from 2015 to 2020. b–d) Comparison models between state of the art CMOS technology chipsets and proposed decal form technology using 3D printers for packaging and embedding. e–g) Comparison models for current mode of electronics fabrication (PCBs) and future applications of decal electronics for IoE applications. h) Digital photographs of packaged ZnO based inverter in 600 μm 3D printed polymer. i) Different packaged electronic components including NOR decals, NOT decals, NAND decals, and buffer decals. j) Digital image showing the comparison between decal CMOS electronics and state of the CMOS electronics on a Thai silk. Credits: KAUST

a) Projection growth for different Internet of Things (IoT) modules from 2015 to 2020. b–d) Comparison models between state of the art CMOS technology chipsets and proposed decal form technology using 3D printers for packaging and embedding. e–g) Comparison models for current mode of electronics fabrication (PCBs) and future applications of decal electronics for IoE applications. h) Digital photographs of packaged ZnO based inverter in 600 μm 3D printed polymer. i) Different packaged electronic components including NOR decals, NOT decals, NAND decals, and buffer decals. j) Digital image showing the comparison between decal CMOS electronics and state of the CMOS electronics on a Thai silk.
Credits: KAUST

« Nous essayons d’intégrer tous les composants de l’appareil – capteurs, électroniques de gestion des données, batterie, antenne – dans un système complètement conforme », a expliqué Hussain. « Cependant, emballer ces modules discrets sur des substrats souples est extrêmement difficile. »

L’équipe a amélioré le processus d’impression des circuits avec l’encre liquide des molécules conductrices sur des matériaux comme les polymères ou la cellulose. Cela permet un assemblage de rouleau à rouleau à grande vitesse avec des emballages peu coûteux. L’application électronique de peau qu’ils ont développée est un capteur avec des bandes étroites de papier d’aluminium, qui change sa conductivité électrique en fonction de son état de flexion.

L’équipe a imprimé leur électronique décalquée à l’aide de techniques 3D qui encapsulaient les puces et les feuilles de silicium dans un film polymère à base de couche adhésive. Pour assurer une flexibilité maximale, ces décalcomanies utilisent des nanotransistors à oxyde de zinc à haute mobilité sur des plaquettes de silicium, toutes rétrécies à des dimensions microscopiques.

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Grâce à cet appareil, les médecins pouvaient surveiller les niveaux d’activité d’un patient, tels que les habitudes respiratoires. Et tout cela sans les tracas de quelque chose de volumineux ou lourd attaché à votre peau. Mais ce dispositif n’est pas seulement pour nos corps.

« Vous pouvez placer un autocollant de détection de pression sur un pneu pour le surveiller tout en conduisant, puis décollez-le et placez-le sur votre matelas pour apprendre vos habitudes de sommeil », a déclaré Galo Torres Séville, premier auteur des résultats et doctorant de KAUST. Hussain note comment la décalcomanie électronique, avec ses performances robustes et son potentiel de fabrication à haut débit, pourrait conduire à d’autres applications innovantes.

« Je crois que l’électronique doit être démocratisée – simple à apprendre et facile à implémenter. Les autocollants électroniques sont un bon pas dans cette direction » a déclaré Hussain.

Traduction Thomas Jousse

DOI: 10.1002/admt.201600175

Eurekalert, Advanced Material Technologies

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