Les fibres textiles intelligentes n’ont rien de nouveau. Voilà des années que des chercheurs travaillent sur cette technologie qui pourrait être tissée afin notamment de créer des vêtements intelligents. Cependant, des chercheurs de l’université Fudan en Chine sont allés beaucoup plus loin et ont réussi à intégrer les composants des puces électroniques directement au sein de fibres aussi fines qu’un cheveu.

Dans un article publié dans la revue Nature, ils présentent le « circuit intégré dans la fibre » (fibre integrated circuit ou FIC), comportant 100 000 transistors par centimètre de fibre. Il était déjà possible d’intégrer des capteurs, des diodes ou même une alimentation au sein de fibres.

Cette nouvelle avancée, grâce aux transistors, permet de traiter l’information localement, aussi bien analogique que numérique. En effectuant les calculs directement au sein de la fibre, cela ouvre de nombreuses possibilités pour des vêtements véritablement intelligents.

Présentation de la puce intégrée dans une fibre. En anglais, activez la traduction automatique des sous-titres. © ShaghaiEye, Université Fudan

Une fibre qui peut être intégrée dans les vêtements

Les chercheurs ont utilisé une architecture multicouche très astucieuse en forme de spirale. Ils ont imprimé les transistors sur un film ultra-lisse et plat à base d’un élastomère, à l’aide d’un processus de lithographie standard, qu’ils ont ensuite recouvert d’une couche protectrice dense. Ils ont ensuite roulé ce film dans une spirale à l’intérieur de la fibre elle-même, ce qui lui permet de résister plus facilement aux déformations. La fibre ne mesure que 50 micromètres d’épaisseur (contre 70 micromètres pour un cheveu humain).

Grâce à cette architecture, la fibre résiste à un étirement de 30 %, une torsion de 180 degrés par centimètre et 10 000 cycles de flexion et d’abrasion répétées. Elle continue même de fonctionner après une centaine de cycles de lavage, ou après avoir été écrasée par un camion de 15,6 tonnes.

Cette fibre pourrait être utilisée pour des usages simples, comme des vêtements capables d’afficher des motifs lumineux, mais les chercheurs voient beaucoup plus loin. Ils envisagent des vêtements tactiles, capables d’afficher des informations de navigation, des données de santé ou encore des vidéos directement sur le manche.

Des applications médicales

« Les gants tactiles intelligents fabriqués avec des puces en fibre sont indiscernables d’un tissu ordinaire, a déclaré Chen Peining, l’un des auteurs de l’étude. Ils peuvent détecter et reproduire la sensation de différents objets, ce qui pourrait permettre aux chirurgiens de “sentir” la dureté des tissus lors d’une chirurgie robotique à distance ». Cela fonctionnerait également pour la réalité virtuelle, pour laquelle les gants pourraient directement fournir un retour tactile, créant une réalité presque physique pour les objets virtuels.

Grâce à sa finesse et sa flexibilité, cette fibre est particulièrement adaptée aux implants cérébraux. Selon les chercheurs, de tels implants pourraient être utilisés pour traiter les symptômes de la maladie de Parkinson, de l’épilepsie ou encore d’un AVC.

Les chercheurs semblent déjà avoir pensé à la suite. L’un des obstacles qui freine les nouvelles technologies est qu’il peut être difficile de les fabriquer à grande échelle. Ce n’est pas le cas ici. « Notre méthode de fabrication est hautement compatible avec les outils actuellement utilisés dans l’industrie des semi-conducteurs, affirme Chen Peining. Nous avons déjà mis au point un procédé permettant la production de masse de ces puces en fibre ». Les chercheurs indiquent également travailler avec un hôpital pour adapter la fibre à la chirurgie cardiovasculaire.