Ultrathin 'E-Skin' Transforme Votre Main En Affichage Électronique

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Votre smartphone pourrait un jour être remplacé par un écran électronique contrecollé sur le dos de la main, si les inventeurs d'un nouveau "e-skin" ultramince se débrouillent.

Votre smartphone pourrait un jour être remplacé par un écran électronique contrecollé sur le dos de la main, si les inventeurs d'un nouveau "e-skin" ultramince se débrouillent.

Pour la première fois, des scientifiques japonais ont mis au point un écran électronique super-flexible pour la peau (ou l'e-skin), fabriqué à partir de composants électroniques organiques, qui ne se dégrade pas lorsqu'il est exposé à l'air. Et surtout, les chercheurs ont utilisé des processus similaires à ceux utilisés pour la fabrication des écrans à diodes électroluminescentes organiques (OLED) pour les smartphones et les téléviseurs classiques.

Les composants électroniques organiques, fabriqués à partir de polymères à base de carbone, sont très prometteurs pour les dispositifs portables, car ils sont beaucoup plus légers et plus flexibles que les composants électroniques traditionnels fabriqués à partir de matériaux inorganiques, tels que le silicium et l’or. Mais les OLED et les détecteurs de lumière organiques se dégradent normalement dans l'air. Ils ont donc généralement besoin de revêtements protecteurs volumineux qui réduisent leur flexibilité. [Body Bioelectronics: 5 technologies qui pourraient fléchir avec vous]

À présent, une équipe de l’Université de Tokyo a mis au point une méthode unique pour créer un revêtement protecteur capable de protéger les composants électroniques de l’air, tout en restant suffisamment mince pour rester flexible.

"Notre peau électronique peut être laminée directement sur la surface de la peau, ce qui nous permet de fonctionnaliser électroniquement la peau humaine", a déclaré Takao Someya, professeur au département de génie électrique et électronique de l'université de Tokyo, et auteur d'un article. sur le nouvel appareil publié le 15 avril dans la revue Science Advances.

"Nous pensons que la fonctionnalisation de la peau pourrait remplacer le smartphone à l'avenir", a déclaré Someya à WordsSideKick.com. "Lorsque vous transportez un iPhone, il s'agit d'un appareil encombrant. Mais si vous fonctionnez vous-même, vous n'avez rien à transporter et il est facile de recevoir des informations n'importe où et à tout moment."

Les écrans électroniques organiques précédents étaient construits avec des matériaux de base en verre ou en plastique, mais leur flexibilité était limitée par leur épaisseur. D'autres versions plus minces ont été fabriquées, mais ces matériaux n'ont pas été suffisamment stables pour résister à l'air pendant plus de quelques heures.

Le groupe Someya a été en mesure de prolonger la durée de vie du dispositif à plusieurs jours en créant un film protecteur, appelé couche de passivation, constitué de couches alternées d'oxynitrure de silicium inorganique et de parylène organique. Le film protège l'appareil des dommages causés par l'oxygène et la vapeur d'eau, mais il est tellement mince que tout l'appareil n'a qu'une épaisseur de 3 micromètres (un millionième de mètre) et une grande flexibilité, ont indiqué les chercheurs. À titre de comparaison, une mèche de cheveux a une épaisseur d’environ 40 micromètres.

Des substrats aussi minces peuvent facilement être déformés par les processus à haute énergie nécessaires à la production des électrodes ultrafines et transparentes qui relient les composants, a déclaré Someya. La deuxième innovation du groupe a donc été d'optimiser ces processus afin de réduire l'énergie requise à un niveau qui n'endommage pas les matériaux ultra-minces.

Dans un proche avenir, cette technologie pourrait être utilisée pour surveiller la santé des personnes, a déclaré Someya. Pour démontrer son potentiel, son équipe a créé un dispositif composé d'OLED rouge et verte et d'un détecteur de lumière pouvant contrôler la concentration en oxygène dans le sang d'un sujet humain lorsque la peau électronique est laminée au doigt de la personne à l'aide d'un ruban adhésif très flexible. [Humains bioniques: Top 10 des technologies]

Les scientifiques ont également créé des affichages numériques et analogiques pouvant être laminés sur la peau. Tous les dispositifs étaient suffisamment flexibles pour se déformer et se froisser en réponse aux mouvements du corps, sans perdre leur fonctionnalité.

"Les utilisations potentielles vont de l'affichage d'informations à la caractérisation optique de la peau", a déclaré John Rogers, professeur de science des matériaux et d'ingénierie à l'Université de l'Illinois, qui travaille également au développement de la peau électronique, mais n'a pas participé à la nouvelle étude. "Les possibilités de recherche future dans ce contexte incluent le développement de systèmes d'alimentation électrique et de systèmes sans fil pour la communication et le contrôle de données."

En utilisant des matériaux et des procédés déjà utilisés dans la production industrielle d’écrans OLED, M. Someya a déclaré que les travaux du groupe devraient permettre une transition en douceur vers une production à grande échelle.

Hyunhyub Ko, professeur agrégé de génie chimique à l'Institut national des sciences et de la technologie d'Ulsan en Corée du Sud, qui effectue également des recherches sur la peau électronique, convient que cette méthode pourrait éventuellement être appliquée à la fabrication de produits commerciaux.

"La formation d'une couche de passivation ultra fine et flexible est une tâche ardue", a déclaré Ko à WordsSideKick.com. "Leur processus de fabrication inclut les méthodes de revêtement en solution et de dépôt chimique en phase vapeur, et peut donc être mis à l'échelle pour des produits commerciaux."

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