Une main robotique médicale pourrait permettre aux médecins de diagnostiquer et de traiter plus précisément des personnes de l'autre côté du monde, mais les technologies actuellement disponibles ne sont pas assez bonnes pour correspondre à l'expérience en personne.
Les chercheurs rapportent dans Progrès scientifiques qu'ils ont conçu et produit une peau électronique intelligente et une main robotique médicale capable d'évaluer des données de diagnostic vitales en utilisant un semi-conducteur caoutchouteux nouvellement inventé avec une mobilité élevée des porteurs.
Cunjiang Yu, professeur agrégé Bill D. Cook de génie mécanique à l'Université de Houston et auteur correspondant du travail, a déclaré que le matériau semi-conducteur caoutchouteux pouvait également être facilement mis à l'échelle pour la fabrication, sur la base de l'assemblage à l'interface de l'air et de l'eau.
Cet assemblage interfacial et les dispositifs électroniques caoutchouteux décrits dans l'article suggèrent une voie vers une électronique caoutchouteuse douce et extensible et des systèmes intégrés qui imitent la douceur mécanique des tissus biologiques, adaptés à une variété d'applications émergentes, a déclaré Yu, qui est également un chercheur principal. au Texas Center for Superconductivity à UH.
La peau intelligente et la main robotique médicale ne sont que deux applications potentielles, créées par les chercheurs pour illustrer l'utilité de la découverte.
En plus de Yu, les auteurs du papier incluent Ying-Shi Guan, Anish Thukral, Kyoseung Sim, Xu Wang, Yongcao Zhang, Faheem Ershad, Zhoulyu Rao, Fengjiao Pan et Peng Wang, qui sont tous affiliés à UH. Les co-auteurs Jianliang Xiao et Shun Zhang sont affiliés à l'Université du Colorado.
Les semi-conducteurs traditionnels sont fragiles et leur utilisation dans des composants électroniques autrement extensibles a nécessité des aménagements mécaniques spéciaux. Les semi-conducteurs extensibles antérieurs avaient leurs propres inconvénients, notamment une faible mobilité des porteurs – la vitesse à laquelle les porteurs de charge peuvent se déplacer à travers un matériau – et des exigences de fabrication complexes.
Yu et ses collaborateurs ont rapporté l'année dernière que l'ajout de quantités infimes de nanotubes de carbone métalliques au semi-conducteur caoutchouteux du P3HT – composite de polydiméthylsiloxane – améliore la mobilité des porteurs, qui régit les performances des transistors semi-conducteurs.
Yu a déclaré que la nouvelle méthode de fabrication évolutive pour ces nanofilms semi-conducteurs extensibles hautes performances et le développement de transistors entièrement caoutchouteux représentaient un pas en avant significatif.
La production est simple, dit-il. Un matériau semi-conducteur disponible dans le commerce est dissous dans une solution et déposé sur l'eau, où il se répand; le solvant chimique s'évapore de la solution, ce qui améliore les propriétés des semi-conducteurs.
C'est une nouvelle façon de créer des films composites de haute qualité, a-t-il dit, permettant une production cohérente de semi-conducteurs entièrement caoutchouteux.
Les performances électriques sont conservées même lorsque le semi-conducteur est étiré de 50%, ont rapporté les chercheurs. Yu a déclaré que la capacité d'étirer l'électronique caoutchouteuse de 50% sans dégrader les performances est une avancée notable. La peau humaine, a-t-il dit, ne peut être étirée que d'environ 30% sans se déchirer.
La source:
Référence du journal:
Guan, Y-S., et al. (2020) Nanofilm semi-conducteur caoutchouteux assemblé interfacial air / eau pour une électronique intégrée entièrement caoutchouteuse. Progrès scientifiques. doi.org/10.1126/sciadv.abb3656.
