Création d’un composite Ag-hydrogel unique pour la bioélectronique douce –

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  • Dans le domaine de la robotique, les métaux offrent des avantages tels que la résistance, la durabilité et la conductivité électrique. Mais, ils sont lourds et rigides – des propriétés qui ne sont pas souhaitables dans les systèmes souples et flexibles pour l’informatique portable et les interfaces homme-machine.

    Les hydrogels, quant à eux, sont légers, extensibles et biocompatibles, ce qui en fait d’excellents matériaux pour les lentilles de contact et les échafaudages d’ingénierie tissulaire. Cependant, ils sont médiocres pour conduire l’électricité, ce qui est nécessaire pour les circuits numériques et les applications bioélectroniques.

    Les chercheurs du Soft Machines Lab de l’Université Carnegie Mellon ont développé un composite unique argent-hydrogel qui a une conductivité électrique élevée et est capable de fournir un courant continu tout en maintenant une souplesse et une déformabilité. Les résultats ont été publiés dans Electronique Nature.

    L’équipe a suspendu des paillettes d’argent micrométriques dans une matrice d’hydrogel polyacrylamide-alginate. Après avoir subi un processus de déshydratation partielle, les paillettes ont formé des réseaux de percolation électriquement conducteurs et résistants aux déformations mécaniques. En manipulant ce processus de déshydratation et d’hydratation, les flocons peuvent être amenés à coller ensemble ou à se briser, formant des connexions électriques réversibles.

    Des tentatives antérieures pour combiner des métaux et des hydrogels ont révélé un compromis entre une conductivité électrique améliorée et une conformité et une déformabilité réduites. Majidi et son équipe ont cherché à relever ce défi, en s’appuyant sur leur expertise dans le développement d’élastomères conducteurs extensibles avec du métal liquide.

    «Avec sa conductivité électrique élevée et sa haute compliance ou« squishiness », ce nouveau composite peut avoir de nombreuses applications en bioélectronique et au-delà», a expliqué Carmel Majidi, professeur de génie mécanique. “Les exemples incluent un autocollant pour le cerveau qui a des capteurs pour le traitement du signal, un dispositif de génération d’énergie portable pour alimenter l’électronique et des écrans extensibles.”

    Le composite argent-hydrogel peut être imprimé par des méthodes standard telles que la lithographie au pochoir, similaire à la sérigraphie. Les chercheurs ont utilisé cette technique pour développer des électrodes montées sur la peau pour la stimulation électrique neuromusculaire. Selon Majidi, le composite pourrait couvrir une grande partie du corps humain, «comme une deuxième couche de tissu nerveux sur votre peau».

    Les applications futures pourraient inclure le traitement des troubles musculaires et des handicaps moteurs, tels que l’assistance à une personne souffrant de tremblements de la maladie de Parkinson ou de la difficulté à saisir quelque chose avec ses doigts après un accident vasculaire cérébral.

    Source de l’histoire:

    Matériaux fourni par Collège d’ingénierie, Université Carnegie Mellon. Original écrit par Lisa Kulick. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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