Capteurs et transistors en coton : à l’aube d’une révolution vestimentaire

Image provenant de http://www.dianaeng.com/

Actuellement, la seule façon d’ajouter des capteurs électroniques à une pièce de vêtements est de fabriquer le vêtement et d’ajouter ensuite les composantes électroniques requises. L’ajout de ces pièces électroniques présente de nombreux inconvénients : cette quincaillerie n’est pas vraiment flexible, non conçue pour être lavée, pour être repassée…  Réussir à introduire des composantes électroniques aux tissus permettrait de les rendre «intelligents», pouvant de cette façon transformer radicalement nos modes d’interaction homme – machine. Ce serait une véritable révolution dans le domaine de la mode vestimentaire, des vêtements de travail, des accessoires de bureau, de maison, etc.

Un groupe de chercheurs provenant de France, d’Italie et des États-Unis a possiblement trouvé LA SOLUTION pour rendre les tissus intelligents : ils ont conçu  un transistor fait de fibres de coton…

Impliqués dans ce projet de recherche, Annalisa Bonfiglio, du laboratoire de microélectronique «DEALAB»,un professeur d’ingénierie électrique et électronique de l’Université de Cagliari en Italie et Juan Hinestroza, directeur du «Textiles Nanotechnology Laboratory» de l’Université Cornell, Ithaca, N.Y., États-Unis et George G. Malliaras, du Centre Microélectronique de Provence de l’École Nationale Supérieure des Mines de Saint Etienne (EMSE) en France. Le concept : intégrer les composantes électroniques dans le tissu avant la fabrication de vêtements, tapis,  rideaux, etc.

Image provenant de http://spectrum.ieee.org/

Une simple démonstration de fils de coton conduisant l'électricité requise pour faire fonctionner une lumière LED

La cellulose du coton est naturellement isolante. Pour la rendre conductive, les chercheurs les ont enduites de particules d’or. Il sont ensuite ajouté une mince couche d’un polymère conductible appelé PEDOT. La fibre ainsi obtenue est un peu plus dure mais plus élastique qu’une fibre non traitée, tout en étant 1000 fois plus conductibles.

Pour le professeur Bonfiglio, les usages les plus réalistes actuellement sont dans le domaine des capteurs. Par exemple, il serait possible de concevoir des vêtements de pompiers munis de capteurs pouvant détecter les matières dangereuses, des vêtements pour le personnel de sécurité pouvant les aviser de la présence de matières explosives ou de drogues, de vêtements pouvant mesurer le rythme cardiaque, des tapis, tissus décoratifs et de recouvrements de meubles pouvant mesurer le taux d’humidité, la présence d’allergène, etc.

Image provenant de http://www.sciencedirect.com/

Transistor organique réalisé sur une fibre de coton. (a) Schéma d’un transistor organique électrochimique sur un fil de coton vu du dessus (à gauche) et de côté (à droite). (b) Photo du transistor. (c) Schéma d’un transistor organique «field-effect».

Les chercheurs ont pu réussir à concevoir un transistor organique électrochimique et un transistor organique «field effect». La vitesse de déplacement des électrons dans ces transistors est toutefois relativement faible en comparaison des circuits électroniques.

Le groupe de recherche a produit un article décrivant les résultats de leur recherche dans la revue scientifique «science direct» en décembre 2011. (HTML, PDF)

IOmage provenant de http://www.sustainable-fashion.com/

Robe «anti-pollution» conçu par le «Center for sustainable fashion» du «London College of fashion» en Angleterre

Toujours dans le domaine des tissus, Helen Storey, professeur au «Center for sustainable fashion» du «London College of fashion» en Angleterre et Tony Ryan, «pro-vice-chancellor» et professeur à l’Université de Sheffield, ont conçu un vêtement anti-pollution (catalytic clothing) sous la forme d’une robe de soirée.

Tout autre approche dans ce cas-ci : il suffirait de laver ses vêtements avec un savon contenant un additif dans l’assouplisseur de tissu. En portant ces vêtements, l’additif à base de dioxyde de titane (TiO2), produit une réaction de catalyse lorsqu’exposé à la lumière, brisant les molécules des polluants et filtrant l’air ambiant. Cet additif a été pulvérisé dans le cas de la robe de soirée créée.

De jeans pourraient aussi être enduit de ce catalyseur dans une seconde phase. Pour les auteurs de cette démarche de recherche, si tous les habitants de Londres avaient un vêtement enduit de cet additif dans leur garde-robe, vêtement qu’il porterait, la qualité de l’air ambiant à Londres s’améliorerait de façon significative.

RÉFÉRENCES

IEEE Spectrum            catalytic-clothing.org

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