de détection, énergétiques et photoniques.
Des chercheurs ont mis au point un écran tissé de 46 pouces doté de capteurs intelligents, d'un système de collecte et de stockage d'énergie intégré directement dans le tissu.
Une équipe internationale de scientifiques a produit un écran textile intelligent entièrement tissé qui intègre des fonctions électroniques, sensorielles, énergétiques et photoniques actives. Ces fonctions sont intégrées directement dans les fibres et les fils, qui sont fabriqués à l'aide de procédés industriels basés sur le textile.
Les chercheurs, dirigés par l'université de Cambridge, affirment que leur approche pourrait déboucher sur des applications qui font penser à de la science-fiction : des rideaux qui sont aussi des téléviseurs, des tapis qui captent l'énergie et des vêtements et tissus interactifs et auto-alimentés.
C'est la première fois qu'un système complexe évolutif de grande surface est intégré dans des textiles à l'aide d'une approche de fabrication entièrement basée sur les fibres. Leurs résultats sont publiés dans la revue Nature Communications.
Malgré les progrès récents dans le développement de textiles intelligents, leurs fonctionnalités, leurs dimensions et leurs formes sont limitées par les procédés de fabrication actuels. L'intégration de fibres spécialisées dans les textiles par le biais de procédés de tissage ou de tricotage conventionnels signifie qu'elles pourraient être incorporées dans des objets de tous les jours, ce qui ouvre une vaste gamme d'applications potentielles. Cependant, jusqu'à présent, la fabrication de ces fibres a été limitée par la taille, ou la technologie n'était pas compatible avec les textiles et le processus de tissage.
Pour rendre la technologie compatible avec le tissage, les chercheurs ont enduit chaque composant de la fibre de matériaux capables de résister à un étirement suffisant pour pouvoir être utilisés sur des équipements de fabrication de textiles. L'équipe a également tressé certains des composants à base de fibres pour améliorer leur fiabilité et leur durabilité. Enfin, elle a relié plusieurs composants en fibre à l'aide d'adhésifs conducteurs et de techniques de soudage au laser. Grâce à l'ensemble de ces techniques, ils ont pu incorporer de multiples fonctionnalités dans une grande pièce de tissu avec des processus de fabrication textile standard et évolutifs.
Le tissu résultant peut fonctionner comme un écran, surveiller diverses entrées ou stocker de l'énergie pour une utilisation ultérieure. Le tissu peut détecter les signaux de radiofréquence, le toucher, la lumière et la température. Il peut également être enroulé, et comme il est fabriqué à l'aide de techniques commerciales de fabrication de textiles, de grands rouleaux de tissu fonctionnel pourraient être fabriqués de cette manière.
Les chercheurs affirment que leur prototype d'écran ouvre la voie à la prochaine génération d'applications e-textiles dans des secteurs tels que les bâtiments intelligents et économes en énergie qui peuvent générer et stocker leur propre énergie, l'Internet des objets (IoT), les réseaux de capteurs distribués et les écrans interactifs qui sont flexibles et portables lorsqu'ils sont intégrés aux tissus.
"Notre approche repose sur la convergence des micro et nanotechnologies, des écrans avancés, des capteurs, de l'énergie et de la fabrication de textiles techniques", a déclaré le professeur Jong-min Kim, du département d'ingénierie de Cambridge, qui a codirigé la recherche avec le Dr Luigi Occhipinti et le professeur Manish Chhowalla. "Il s'agit d'une étape vers l'exploitation complète des e-fibres et e-textiles durables et pratiques dans les applications quotidiennes. Et ce n'est que le début."
"En intégrant des fonctionnalités électroniques, photoniques, de détection et d'énergie basées sur les fibres, nous pouvons réaliser une toute nouvelle classe de dispositifs et de systèmes intelligents", a déclaré Occhipinti, également du département d'ingénierie de Cambridge. "En libérant tout le potentiel de la fabrication textile, nous pourrions bientôt voir des dispositifs de l'Internet des objets intelligents et autonomes en énergie, intégrés de manière transparente aux objets du quotidien et à de nombreuses autres applications sectorielles."
Les chercheurs travaillent avec des collaborateurs européens pour rendre la technologie durable et utilisable pour les objets de tous les jours. Ils s'efforcent également d'intégrer des matériaux durables dans les composants des fibres, afin de créer une nouvelle catégorie de systèmes textiles énergétiques. Leur tissu intelligent, flexible et fonctionnel, pourrait à terme être transformé en batteries, supercondensateurs, panneaux solaires et autres dispositifs.
La recherche a été financée en partie par la Commission européenne et le Conseil de recherche en sciences physiques et de l'ingénieur (EPSRC), qui fait partie de UK Research and Innovation (UKRI).
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