Une technologie d’impression rend intelligent le matériel de soins de santé jetable
Il n’a jamais été aussi facile pour les patients de rester en contact avec leurs professionnels de santé et de se sentir autonomes grâce au suivi à distance de leur état de santé. Néanmoins, la consommation d’énergie des dispositifs portables, leur inefficacité en termes de coûts, ainsi que leur stockage et le traitement lié à l’évacuation des déchets suscitent des préoccupations de plus en plus vives. Le marché de l’électronique portable et ambulatoire a besoin d’une technologie durable, bon marché, biodégradable et adaptable. Plusieurs substrats différents ont été proposés pour une électronique flexible. Le papier ouvra la porte à de nombreuses possibilités intéressantes pour l’électronique portable, car il est bon marché, durable, jetable et biocompatible. Ce substrat prometteur n’en est encore toutefois qu’au stade de la recherche. Des dispositifs tels que des capteurs, des systèmes de collecte et de stockage d’énergie, des photodétecteurs et des transistors ont déjà fait l’objet de démonstrations. Cela dit, les systèmes intégrés entièrement imprimables n’ont toujours pas fait leur apparition.
Un tournant radical dans l’électronique flexible et portable
Le projet WASP, financé par l’UE, a mis au point et fabriqué des capteurs entièrement imprimés capables de détecter le pH, l’humidité et le glucose grâce à des encres à base de graphène et d’autres matériaux 2D. Ces capteurs ont été intégrés dans un dispositif de communication en champ proche et un transpondeur à puce Bluetooth, puis connectés à une plaque à circuit imprimé avec des composants imprimés par jet d’encre sur un substrat en papier. Ce système intégré sur papier, conçu spécialement à cet effet, est placé à l’intérieur du produit d’hygiène. L’équipe du projet a conçu une application conviviale pour lire, stocker et afficher les données du capteur. «Nous avons proposé un système électronique sur support papier innovant et recyclable qui sera appliqué au matériel de soins de santé jetable comme les couches pour adultes et les pansements», explique Gianluca Fiori, professeur d’électronique au Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione de l’université de Pise, qui a assuré la coordination du projet. «Il s’agit assurément d’une technologie révolutionnaire». Les partenaires du projet ont effectué une démonstration fructueuse du capteur d’humidité sans fil et entièrement imprimé. Il a été couplé à une antenne d’identification par radiofréquence (RFID), sur laquelle d’autres capteurs imprimés, notamment des capteurs de contrainte et de pH à base de graphène, ont également été intégrés avec succès. Les membres de l’équipe ont en outre mis au point des encres appropriées pour les capteurs imprimés. Celles-ci peuvent être couplées à une étiquette RFID afin de transmettre sans fil le signal aux dispositifs portables.
En quête d’une électronique propre et écologique
Tous les ans, chaque Européen produit 10 kg de déchets d’équipements électriques et électroniques. Tous les matériaux utilisés dans le cadre de WASP ont été choisis à l’aune de leur incidence sur l’environnement. Les dispositifs ont été assemblés au moyen de techniques d’impression standard basse température et sont compatibles avec les substrats en papier. Ils affichent une empreinte énergétique plus faible que celle de la technologie de vide standard. Les systèmes imprimés destinés au suivi médical portable ont été produits après avoir passé en revue une large gamme de matériaux imprimables, des cristaux 2D aux matériaux organiques. «La technologie repose sur un processus respectueux de l’environnement et répond aux besoins de l’économie circulaire de demain et d’une électronique multifonctionnelle bon marché, flexible et légère», explique Gianluca Fiori. Le projet contribue à l’initiative de la Commission «Vers une économie circulaire: programme zéro déchet pour l’Europe». «La technologie de WASP peut offrir des possibilités inédites sur le marché de l’électronique flexible, en rendant possible un large éventail d’applications», conclut Gianluca Fiori. D’autres secteurs, autre que celui des soins de santé, pourraient exploiter ces innovations. Un exemple notable est l’étiquetage intelligent des aliments et des boissons.
Mots‑clés
WASP, électronique, capteur, papier, électronique portable, substrat, soins de santé
