Une électrode en polymère reçoit un coup de pouce électrique pour une utilisation dans les appareils E-skin. – ScienceDaily

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Des scientifiques du monde entier travaillent au développement de peaux électroniques qui se fixent au corps et surveillent les signes vitaux. Ces e-skins doivent être confortables, respirants et flexibles pour un usage quotidien. L’or est généralement utilisé pour fabriquer les électrodes qui conduisent les signaux électriques dans ces applications. Mais l’or est cher, implique un processus de fabrication compliqué et doit être stérilisé pour être utilisé sur le corps humain.

Parmi les matériaux alternatifs prometteurs pour les électrodes, on trouve le polymère PEDOT: PSS. Il est biocompatible avec la peau humaine, flexible, relativement bon marché et peut être facilement fabriqué et transformé en électrode. Malheureusement, il ne conduit pas l’électricité aussi bien que l’or. Les scientifiques ont trouvé des moyens d’améliorer sa conductivité, mais ces méthodes impliquent des produits toxiques, comme les acides, qui peuvent laisser des résidus et ne sont donc pas idéales pour les applications E-skin.

Les chercheurs du Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology (DGIST) ont découvert une méthode non toxique qui améliore considérablement les performances. «Nous avons développé un traitement hydrothermal, impliquant l’humidité et la chaleur, qui a amélioré la conductivité des films PEDOT: PSS d’un facteur 250», explique Sungwon Lee, spécialiste des matériaux à la DGIST, qui a dirigé l’étude.

Plus précisément, les chercheurs ont découvert que l’application de 80% d’humidité et de chaleur à plus de 60 ° C à un film mince PEDOT: PSS entraînait des changements structurels dans le matériau qui amélioraient sa capacité à conduire l’électricité.

PEDOT: Le PSS est composé de molécules PEDOT conductrices insolubles dans l’eau et de molécules PSS isolantes solubles dans l’eau. Ajout d’humidité à un film mince de PEDOT: PSS a séparé les deux types de molécules avec un écran d’eau, tout en ajoutant de la chaleur a élargi les chaînes PEDOT, augmentant la cristallinité globale du matériau. Ces changements structurels ont amélioré la conductivité du matériau de 0,495 à 125,367 Siemens par centimètre (S / cm).

Les scientifiques ont ensuite fabriqué des électrodes à partir du matériau amélioré PEDOT: PSS et ont constaté qu’il conduisait l’électricité de manière stable lorsqu’il était exposé à l’air, à la chaleur, à la flexion et à l’étirement. Ils ont également constaté que les électrodes fonctionnaient bien lorsqu’elles étaient vaporisées sur des appareils E-skin utilisés pour surveiller les mouvements articulaires, la température de la peau et l’activité électrique du cœur.

D’autres améliorations sont encore nécessaires, car le traitement du PEDOT: PSS avec des acides peut améliorer sa conductivité électrique jusqu’à 2 244 S / cm. «Nos résultats sont néanmoins remarquables», déclare Lee, «notre nouveau traitement hydrothermal présentant un potentiel significatif d’utilisation dans des applications biomédicales».

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