Nanotubes de graphène incorporés dans du silicone Advance Medical Electronics

Personnel de PlasticsToday | 01 sept. 2021

L'électronique médicale est en plein essor, en particulier sous la forme de dispositifs portables, qui devraient atteindre 18 milliards de dollars de revenus d'ici 2024, selon Statista. En plus d'être conducteurs, les matériaux utilisés pour les dispositifs médicaux portables doivent également être élastiques, doux et confortables pour l'utilisateur. Le silicone est un candidat de choix, mais ses propriétés isolantes sont un obstacle, selon la société mondiale de nanotechnologie OCSiAI. L'intégration d'additifs conducteurs tels que le noir de carbone, les charges métalliques ou les fibres de carbone a un impact significatif sur la flexibilité, la dureté, le traitement, la pureté et le prix global du silicone. Un matériau développé par un compoundeur chinois incorporant des nanotubes de graphène offrirait une solution.

Le matériau répond aux exigences spécifiques pour la production d'électrodes flexibles et de capteurs en caoutchouc de silicone, selon OCSiAI. L'introduction de nanotubes de graphène dans le silicone permet de combiner une résistivité électrique volumique inférieure à 10^2 Ω∙cm avec une faible dureté et une forte élasticité. Le composé de silicone ne laisse pas de traces au contact de la peau et il est produit sans la poussière qui est typique lorsque le noir de carbone est utilisé comme additif conducteur.

Un développement qui a déjà frappé le marché est un appareil de massage à impulsion électronique. Des nanotubes de graphène ont été introduits dans le silicone de caoutchouc thermodurci, donnant au caoutchouc une résistance volumique de <300 Ω sans libération de carbone à la surface tout en conservant les propriétés mécaniques, y compris la douceur.

« Les nanotubes de graphène ont un rapport longueur/largeur supérieur à tout autre matériau. Avec leur supraconductivité et leur résistance, cela permet aux nanotubes de former des réseaux 3D électriquement conducteurs à l'intérieur des élastomères », a déclaré Ekaterina Gorbunova, responsable du développement et de l'assistance pour les élastomères, Vice-président, Groupe OCSiAl. "Le dosage de travail de 0,01 %, qui est des dizaines voire des centaines de fois inférieur à celui des autres additifs, est le principal avantage des nanotubes de graphène Tuball. Nos partenaires peuvent désormais fabriquer des composés de silicone souples, souples mais conducteurs à un prix réduit." Gorbunova cite, à titre d'exemple, une cyberprothèse de main récemment lancée. Le coût de la fonctionnalité d'utilisation de l'écran tactile a été réduit de 10 à 15 fois grâce au bout des doigts en silicone conducteur avec des nanotubes de graphène.

Premier producteur mondial de nanotubes de graphène, OCSiAl exploite des installations de recherche à son siège social au Luxembourg ainsi qu'à Novossibirsk, en Russie, et à Shanghai. Une vingtaine d'études environnementales et sanitaires de ses nanotubes Tuball ont été menées et n'ont montré aucune irritation cutanée, potentiel de sensibilisation cutanée ou toxicité cutanée aiguë. Ils sont approuvés pour une commercialisation à grande échelle par les autorités chimiques d'Europe et des États-Unis, selon l'OCSiAl.

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