Des chercheurs de l’Université d’Hawaï à Mānoa ont dévoilé une nouvelle technique qui pourrait rendre la fabrication de capteurs de santé portables plus accessible et abordable.
Les capteurs portables jouent un rôle crucial dans la surveillance continue des signes vitaux et d’autres indicateurs de santé, fournissant des informations en temps réel sur la santé qui permettent des soins médicaux proactifs et personnalisés. Cependant, la production de ces appareils nécessite souvent des installations spécialisées et une expertise technique, ce qui limite leur accessibilité et leur adoption généralisée.
L’équipe, dirigée par le professeur adjoint Tyler Ray du Département de génie mécanique (Collège d’ingénierie) et du Département de biologie cellulaire et moléculaire (École de médecine John A. Burns), a introduit une méthode peu coûteuse basée sur un pochoir pour produire des capteurs. fabriqué à partir de graphène induit par laser (LIG), un matériau clé utilisé dans les plates-formes de détection portables.
« Cette avancée nous permet de créer des capteurs portables hautes performances avec une plus grande précision et à moindre coût », a déclaré Ray. « En utilisant un simple pochoir métallique pendant le processus de création de motifs au laser, nous avons surmonté une limitation clé du processus de fabrication traditionnel, ce qui ouvre de nouvelles possibilités en matière de conception et de fonctionnalité des capteurs. »
En utilisant des pochoirs métalliques disponibles dans le commerce, l’équipe de l’UH Mānoa a pu réduire la taille minimale des éléments d’environ 120 micromètres à seulement 45 micromètres. Cela permet la création de conceptions de capteurs plus complexes, telles que des électrodes de microréseaux à lignes fines, qui étaient auparavant difficiles à réaliser avec un traitement laser standard.
« Nous avons démontré le caractère pratique de notre méthode en fabriquant des capteurs de température et des capteurs électrochimiques multi-électrodes », a expliqué Ray. « Ces appareils ont présenté des performances améliorées, que nous attribuons à l’amélioration de la résolution et de la qualité des motifs de graphène. »
L’étude a été publié dans Biocapteurs et bioélectronique dans le cadre de la série phare de la revue « Jeunes scientifiques dans les Amériques ».
L’auteur principal de l’étude était Kaylee M. Clark, avec les co-auteurs Deylen T. Nekoba et Kian Laʻi Viernes du Département de génie mécanique, et Jie Zhou du Département de génie électrique et informatique.
Cette innovation s’appuie sur les travaux antérieurs de Ray sur le « sweatiner », un capteur de sueur portable imprimé en 3D qui collecte et analyse la sueur pour fournir des informations sur divers problèmes de santé tels que la déshydratation, la fatigue et des maladies graves comme le diabète.
La méthode s-LIG améliore encore le potentiel des technologies accessibles de surveillance de la santé en permettant la fabrication évolutive de capteurs hautes performances sans recourir aux voies de fabrication traditionnelles et gourmandes en ressources.
Plus d’informations :
Kaylee M. Clark et al, Fabrication de capteurs de graphène haute résolution, flexibles et induits par laser via un masquage au pochoir, Biocapteurs et bioélectronique (2024). DOI : 10.1016/j.bios.2024.116649