La peau électronique utilise la sueur comme source de carburant et peut accueillir divers capteurs et communications sans fil
Beaucoup d’entre nous gardent maintenant un œil sur leur état de santé en portant des trackers de santé et de forme physique comme ceux de Fitbit, qui fonctionnent avec des batteries qui ont besoin d’être rechargées. Les chercheurs de Caltech ont mis au point une peau électronique qui peut être équipée de capteurs et qui est alimentée par la sueur de son porteur.
« L’un des principaux défis de ce type d’appareils portables se situe du côté de l’énergie », a déclaré Wei Gao, responsable du projet. « Beaucoup de gens utilisent des batteries, mais ce n’est pas très durable. Certaines personnes ont essayé d’utiliser des cellules solaires ou de récolter la puissance du mouvement humain, mais nous voulions savoir si la sueur pouvait fournir suffisamment d’énergie pour alimenter les appareils portables, et la réponse est oui ».
Notre sueur contient des concentrations de lactate. Ce sous-produit des processus métaboliques normaux est absorbé par les piles à combustible de la peau électronique – qui sont fabriquées à partir de nanotubes de carbone qui hébergent un catalyseur de platine/cobalt et une enzyme qui décompose le lactate et est maintenu dans une maille composite. Ici, les déchets de l’organisme sont mélangés à l’oxygène de l’air qui nous entoure pour produire de l’eau et du pyruvate.
Selon l’équipe de Caltech, ces biocarburants peuvent produire suffisamment d’électricité continue et stable (jusqu’à « plusieurs milliwatts par centimètre carré ») pour alimenter des capteurs permettant de surveiller, par exemple, le rythme cardiaque, la température du corps et le taux de sucre dans le sang, ainsi qu’une radio Bluetooth.
« Alors que la communication en champ proche (NFC) est une approche courante pour de nombreux systèmes e-skin sans batterie, elle ne pourrait être utilisée que pour le transfert d’énergie et la lecture de données sur une très courte distance », a expliqué Wei Gao. « La communication Bluetooth consomme plus d’énergie mais est une approche plus attrayante avec une connectivité étendue pour des applications médicales et robotiques pratiques ».
Les piles à combustible, les capteurs et le système de communication sans fil sont tous contenus dans un patch en caoutchouc souple et flexible qui est appliqué directement sur la peau du porteur. Et les chercheurs affirment que la peau électronique alimentée par la sueur peut fonctionner « sur plusieurs jours ».
L’équipe considère ce développement comme une plateforme pour un certain nombre de biocapteurs sans batterie, et comme une interface homme-machine qui pourrait être utilisée pour aider à faire fonctionner les futures prothèses.
