Une nouvelle encre imprimable électrise la technologie prêt-à-porter

 

- Ottawa, Ontario

Une nouvelle génération de prêt-à-porter électronique arrive – et nous en constaterons très bientôt les bénéfices. Les vêtements deviendront plus intelligents, faisant le suivi des données relatives à la performance des athlètes olympiques, des golfeurs, des joueurs de soccer et des vedettes du tennis. La technologie sera intégrée à des capteurs portables qui aideront les personnes âgées à prévenir l'insuffisance cardiaque, à gérer leur diabète et à améliorer leur qualité de vie. Son intégration dans la vie de tous les jours facilitera la tâche à toute personne qui souhaite surveiller et enregistrer des données importantes sur ses activités.

Peut-être portez-vous déjà une technologie prêt-à-porter comme un bijou, des insignes ou des chaussures attachés à votre corps ou à un vêtement qui vous fournissent des données sur vos habitudes. À titre d'exemple, un appareil Fitbit pourrait enregistrer le nombre de vos pas quotidiens, de calories brûlées, vos activités de sommeil – et même votre fréquence cardiaque. Les câbles fins du traqueur transmettent l'information aux batteries de votre téléphone cellulaire ou à d'autres dispositifs.

Grâce à leurs études fructueuses, le Centre de recherche en électronique et photonique avancées (EPA) du Conseil national de recherches Canada (CNRC) et le Taiwan Textile Research Institute (TTRI) poussent le prêt-à-porter électronique à de nouveaux sommets. Les données qu'ils ont recueillies permettent aux fabricants d'intégrer la fonctionnalité électronique dans les vêtements mêmes. En ayant recours à l'encre conductrice d'électricité pour remplacer les câbles fins, le procédé imprime des circuits d'utilisation sur des matériaux divers, comme le papier, une pellicule flexible ou des textiles. Ainsi, on élimine les pièces mobiles et on s'assure que les circuits résistent à un nombre infini de lavages.

« La plupart des encres disponibles sur le marché ne sont pas extensibles; par conséquent, elles se fragilisent au lavage et perdent leur conductivité », explique Ye Tao, Ph. D., chef de l'équipe Électronique imprimable d'EPA. « Au cours des cinq dernières années, nous avons collaboré avec le TTRI pour mettre au point cette technologie d'impression afin d'intégrer la fonctionnalité électronique aux tissus et aux vêtements sans câbles fins. George Xiao, Ph. D., s'est rendu deux fois au TTRI pour travailler avec nos partenaires du TTRI à améliorer la qualité de l'encre. » Cette encre conductrice extensible peut résister aux six principaux tests de lavage : torsion, étirement, flexion, extrusion, décollement et oxydation. De plus, elle peut être nettoyée au moyen de produits chimiques respectueux de l'environnement, comme l'éthanol plutôt qu'avec des produits très toxiques comme le toluène ou l'acétone.

Collaboration de bout en bout

La propriété intellectuelle de l'EPA et la capacité manufacturière du TTRI ont constitué un jumelage idéal pour mener cette recherche de bout en bout. « Nous détenons le brevet pour l'encre, alors que le TTRI fournit les moyens pour développer les applications », confie George Xiao, le premier inventeur du brevet, agent de recherches principal au sein de l'équipe Électronique imprimable d'EPA.

Il explique qu'avec l'aide de son équipe, ils ont créé l'encre en petite quantité au laboratoire, puis qu'il a envoyé la formule au TTRI pour procéder à des essais sur une plus grande quantité. Ces essais ont déterminé les exigences concernant la durée de conservation, la stabilisation et l'extensibilité, ainsi que d'autres facteurs importants pour l'industrie.

Récemment, ces travaux effectués par l'EPA et le TTRI se sont vu décerner un prix Or Edison AwardMC (en anglais seulement) du meilleur nouveau produit – l'une des plus hautes distinctions que puisse obtenir une compagnie pour souligner sa contribution à l'innovation et sa réussite en affaires.

Électriser l'avenir

M. Chiu, Ph. D., vice-président du TTRI, souligne que l'encre conductrice extensible recèle un potentiel formidable de conception de produits dans le marché de l'électronique flexible. « C'est l'un des plus importants matériaux noyaux qui puisse être combinés avec d'autres substances pour différentes applications », affirme-t-il. « À titre d'exemple, il pourrait être imprimé sur une pellicule flexible, sur du matériel d'exposition ou divers tissus, comme la capture de mouvement et l'impression textile numérique. »

La société San Fang Industry Chemical Co. (en anglais seulement), le plus grand producteur de pellicule flexible au monde et l'un de plus importants fournisseurs mondiaux de produits Nike, a déjà obtenu une licence pour l'utilisation de l'encre.

Ye Tao ajoute que la technologie répond également à plusieurs objectifs du CNRC, notamment ceux du programme Défi « Vieillir chez soi ». « Nous pouvons mettre au point des produits destinés aux personnes âgées qui les aideront à gérer leurs problèmes de santé. » Par exemple, il est possible d'imprimer sur de la literie des capteurs pour surveiller le rythme du sommeil, de respiration, etc.

Le résultat net : cette recherche a visé dans le mille. La valeur du marché de l'électronique flexible était estimée à 17,99 milliards de dollars américains en 2020, et devrait atteindre 41,25 milliards de dollars américains d'ici 2026. Dans ce marché, la valeur du segment du vêtement intelligent devrait atteindre 5,3 milliards de dollars d'ici 2024, un bond par rapport à 1,6 milliard de dollars en 2019.

Ces travaux ouvrent la voie à des partenariats au Canada et à l'étranger pour continuer à innover et à prospérer, avec l'arrivée des nouvelles générations de technologie.

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