Les tatouages électroniques à base de MXène captent l'énergie et surveillent la santé en temps réel
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Des chercheurs de l'Université d'État de Boise aux Etats-Unis ont conçu un tatouage électronique novateur, composé de fibres de PVBVA recouvertes de MXène Ti₃C₂Tₓ , capable de capter l'énergie directement du corps humain et de s'alimenter lui-même. Leurs travaux démontrent la capacité de ce tatouage à stocker de l'énergie et son potentiel pour la surveillance de la santé grâce à l'intégration de capteurs ECG et EMG, le tout au sein d'un système unique qui adhère directement à la peau. Crédit : David Estrada
Des chercheurs de l'université d'État de Boise ont réalisé une percée dans le domaine de l'électronique portable : un tatouage électronique multifonctionnel (e-tatouage) qui intègre la récupération d'énergie, le stockage d'énergie et la détection biométrique en temps réel dans une seule plateforme conforme à la peau.
Cette innovation exploite des fibres de poly(butyral de vinyle-co-alcool vinylique-co-acétate de vinyle) (PVBVA) électrofilées et revêtues de MXènes de carbure de titane (Ti₃C₂Tₓ) , offrant une alternative évolutive, biocompatible et durable aux dispositifs portables conventionnels qui reposent souvent sur des substrats rigides ou des gels externes.
Ces travaux sont publiés dans la revue Advanced Science .
Schéma et caractérisation de la préparation d'un tatouage électronique à base de PVBVA/MXène. Crédit : Advanced Science (2025). DOI : 10.1002/advs.202518697
Comment fonctionne le tatouage électronique
Les tatouages électroniques sont des dispositifs ultra-fins et flexibles qui adhèrent directement à la peau, permettant des applications dans le domaine de la surveillance de la santé, des interfaces homme-machine et des systèmes autonomes. Ces travaux, menés par le doctorant Ajay Pratap sous la direction du professeur David Estrada de l'École des sciences et de l'ingénierie des matériaux Micron de l'Université d'État de Boise, démontrent comment les matériaux avancés et la fabrication additive peuvent produire des dispositifs performants et biocompatibles pour l'électronique de nouvelle génération.
En intégrant du MXène dans des fibres PVBVA électrofilées, l'équipe a réussi à récupérer de l'énergie grâce à un nanogénérateur triboélectrique , qui a démontré une densité de puissance maximale de 250 mW·m⁻². Contrairement aux dispositifs thermoélectriques qui reposent sur des gradients de chaleur ou aux cellules photovoltaïques qui nécessitent de la lumière, les nanogénérateurs triboélectriques récupèrent l'énergie directement à partir des mouvements humains, ce qui les rend idéaux pour les systèmes portables.
Un condensateur plan, adapté à la détection tactile basse consommation et au stockage d'énergie, a été intégré au dispositif. Pour illustrer la détection biométrique, l'équipe a démontré la capture en temps réel, par le tatouage électronique, de signaux électrocardiographiques (ECG) et électromyographiques (EMG), avec une excellente adaptation à la peau et une dégradation minimale du signal. Lors de tous les tests, le tatouage électronique a conservé sa flexibilité mécanique, sa respirabilité et son adhérence, même après une utilisation prolongée et sous des contraintes d'étirement, de compression et de torsion.
Crédit : Science avancée (2025). DOI : 10.1002/advs.202518697
Perspectives d'experts et trajectoire de recherche
« Ces travaux de recherche mettent en lumière le potentiel des composites MXène-polymère pour la création de dispositifs multifonctionnels et biocompatibles », a déclaré Pratap. « Notre tatouage électronique intègre la récupération et le stockage d'énergie, ainsi que la surveillance des biosignaux, au sein d'une plateforme unique, ouvrant la voie à des systèmes portables autonomes. »
Le professeur Estrada a déclaré : « Les travaux d'Ajay démontrent comment des matériaux atomiquement minces peuvent transformer l'électronique portable. En combinant le MXène avec des fibres électrofilées, nous avons créé un système évolutif et biocompatible qui fait progresser la surveillance de la santé, l'interaction homme-machine et l'autonomie énergétique. »
Cette avancée majeure s'appuie sur les travaux précédemment publiés par l'équipe d'Estrada concernant la récupération et le stockage d'énergie à base de MXène. Plus tôt cette année, le groupe a présenté un nanogénérateur triboélectrique imprimé et écologique, utilisant des composites MXène-polymère pour une récupération d'énergie durable, ainsi que des encres MXène adaptables à grande échelle pour les dispositifs de stockage d'énergie de nouvelle génération.
Ensemble, ces travaux définissent une trajectoire de recherche cohérente dans le domaine des matériaux multifonctionnels et atomiquement minces.
https://techxplore.com/news/2025-12-mxene-based-tattoos-harvest-energy.html