Les dispositifs électroniques flexibles basés sur des membranes en nanofibres électrofilées (ENM) suscitent une attention particulière en raison de leur biocompatibilité élevée et de leurs excellentes performances mécaniques. Cependant, la création de motifs sur des substrats en fibres nécessite généralement des équipements de vide coûteux ou des processus supplémentaires pour créer des masques séparés.
Pour résoudre ce problème, une équipe de recherche collaborative dirigée par le professeur Seung Hwan Ko du département de génie mécanique de l’université nationale de Séoul et le professeur C-Yoon Kim de l’université Konkuk a développé un système qui induit un écoulement de fluide efficace en utilisant l’action capillaire en plaçant un support en papier carbone sous la membrane en nanofibres, permettant le processus de filtration sans avoir besoin d’équipement sous vide.
La recherche a été publié dans Matériaux fonctionnels avancés le 29 mai.
Cette approche améliore la stabilité mécanique en liant solidement les nanofils et les substrats grâce aux effets photothermiques des lasers pendant l’étape de post-traitement. De plus, le système a démontré que les circuits restaient stables même sous un traitement ultrasonique intense et que les motifs sur le substrat restaient intacts lorsqu’ils étaient retirés manuellement.
L’équipe a validé les points forts de son système de processus développé et les résultats obtenus grâce à diverses applications, notamment une électrode ECG d’enregistrement de signal épicardique in vivo, un biocapteur électrochimique épidermique et une interface homme-machine (IHM) personnalisée basée sur l’électromyographie épidermique (EMG).
Le potentiel de l’électronique douce à base de membranes nanofibres électrofilées (ENM) dans la bioélectronique épidermique a suscité une attention considérable grâce à sa compatibilité conforme avec le corps humain et aux améliorations de performances associées.
Cependant, la création de motifs à partir de matériaux conducteurs sur des substrats en fibres nécessite généralement un équipement sous vide coûteux ou des processus supplémentaires pour créer des masques séparés.
L’équipe de recherche a développé un système qui permet le processus de filtration sans avoir recours à un équipement de vide coûteux en plaçant un support en papier carbone sous la membrane en nanofibres, induisant un écoulement efficace du fluide par capillarité.
Grâce à ce système, les nanofils et les substrats peuvent être solidement liés grâce aux effets photothermiques des lasers pendant l’étape de post-traitement, ce qui améliore la stabilité mécanique. Le système a également démontré que les circuits restaient stables sous un traitement ultrasonique puissant et que les motifs sur le substrat restaient intacts lorsqu’ils étaient retirés manuellement.
L’équipe de recherche a validé les points forts du système de processus développé et les résultats obtenus grâce à diverses applications, notamment une électrode ECG d’enregistrement de signal épicardique in vivo, un biocapteur électrochimique épidermique et une interface homme-machine (IHM) personnalisée basée sur l’électromyographie épidermique (EMG).
De plus, ces recherches ont ouvert des possibilités de fabrication efficace de dispositifs électroniques dotés d’une grande extensibilité, d’une grande respirabilité et d’une grande conductivité, démontrant ainsi des applications potentielles dans divers domaines de la santé et de la médecine.
Plus d’information:
Hyeokjun Yoon et al., Bioélectronique épidermique adaptative par bioélectrodes en nanofils métalliques hautement respirantes et extensibles sur membrane en nanofibres électrofilées, Matériaux fonctionnels avancés (2024). DOI: 10.1002/adfm.202313504
Fourni par la Faculté d’ingénierie de l’Université nationale de Séoul