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Stanford crée une peau synthétique sensible au toucher, conductrice et auto-cicatrisante à l’infini – High-teK.ca

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Les scientifiques des matériaux de l’Université de Stanford ont mis au point la première peau synthétique en plastique qui est conductrice, sensible au toucher et capable de s’auto-réparer à plusieurs reprises à température ambiante. Les applications les plus immédiates sont dans le domaine des membres prothétiques intelligents et auto-cicatrisants qui sont recouverts de cette peau synthétique – mais à long terme, le plastique pourrait être utilisé pour fabriquer des appareils électroniques auto-cicatrisants, ou vous pourriez même choisir de remplacer vos doigts (ou un autre morceau de peau) avec l’équivalent synthétique bionique.

Il y a deux innovations importantes ici : un matériau synthétique qui peut s’auto-réparer à plusieurs reprises, et le fait qu’il est électriquement conducteur — ce qui signifie qu’il peut détecter les changements de pression et de température (c’est-à-dire qu’il est sensible, comme la vraie peau). Nous aborderons d’abord le bit d’auto-guérison.

Un schéma du plastique conducteur auto-cicatrisant - fils de polymère, avec des particules de nickelL’équipe de Stanford, dirigée par Zhenan Bao, a commencé avec un polymère plastique lié par des liaisons hydrogène. Dans le monde de la chimie, les liaisons hydrogène sont spéciales car elles sont beaucoup plus faibles que les liaisons covalentes ou ioniques, et se cassent et se reforment facilement. L’eau est probablement le meilleur exemple de liaison hydrogène : vous pouvez facilement diviser une goutte d’eau en deux, et pourtant elles se rejoignent facilement (auto-guérison). En bref, le plastique créé par Stanford peut être coupé en deux – puis, lorsque les segments sont placés les uns à côté des autres, ils se rejoignent en 30 minutes à température ambiante.

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Pour rendre le plastique conducteur, l’équipe a simplement mélangé quelques microparticules de nickel. Les particules de nickel se lient au polymère et permettent à l’électricité de circuler à travers la peau, sautant efficacement entre les particules de nickel comme des tremplins. Le nickel augmente également la résistance mécanique de la peau synthétique. Curieusement, l’équipe a essayé d’utiliser des nanotubes de carbone au lieu du nickel, mais ils n’ont pas bien fonctionné avec le polymère et n’ont donc pas augmenté la conductivité.

Le résultat final est une peau synthétique électriquement conductrice et auto-cicatrisante. Lors des tests, les chercheurs ont coupé la peau en deux avec un scalpel, puis l’ont recollée. En quelques secondes, la peau avait retrouvé 75 % de sa résistance mécanique et de sa conductivité — en 30 minutes, la peau était entièrement restaurée. En ce qui concerne ses propriétés électriques, la peau est assez conductrice et sa résistance électrique change en fonction de la pression et de la tension. Par exemple, si vous aviez une main prothétique recouverte de cette peau, il serait théoriquement possible de convertir une poignée de main entrante en signaux électriques qui sont ensuite câblés dans votre système nerveux.

La résistance à la traction de la peau synthétique auto-cicatrisante et conductriceAu-delà des prothèses, ce polymère pourrait également être utilisé pour recouvrir les fils – et s’ils se cassent, le polymère s’auto-guérit et restaure la conductivité. Cela pourrait être une solution de rechange utile dans systèmes électriques/informatiques qui ne peuvent pas tomber en panne, ou dans des systèmes tentaculaires avec un câblage très difficile à atteindre. (Voir: Capsules de métal liquide utilisées pour fabriquer des composants électroniques auto-cicatrisants.)

L’équipe travaille actuellement sur une version extensible et transparente du plastique auto-cicatrisant, ce qui augmenterait considérablement ses utilisations potentielles. Avant que nous ne le sachions, votre smartphone ou votre tablette pourrait avoir un écran tactile auto-cicatrisant.

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Document de recherche: doi:10.1038/nnano.2012.192 – « Un composite électriquement et mécaniquement auto-cicatrisant avec des propriétés sensibles à la pression et à la flexion pour les applications cutanées électroniques »

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