Une équipe de recherche sud-coréenne a utilisé avec succès la technologie d’impression 3D pour développer un matériau composite de nanotubes de carbone à haute élasticité. Cette percée ouvre de nouvelles perspectives pour le développement des dispositifs électroniques flexibles et des dispositifs portables de surveillance de la santé. Le matériau composite de nanotubes de carbone combine une excellente conductivité électrique avec des propriétés mécaniques remarquables.
L’équipe de recherche, dirigée par le professeur Keun Park et le professeur adjoint Soonjae Pyo du département d’ingénierie de conception de systèmes mécaniques de l’Université nationale des sciences et technologies de Séoul, a utilisé un procédé d’impression 3D par photopolymérisation en cuve pour produire un matériau composite de nanotubes de carbone aux performances exceptionnelles. Les résultats de cette recherche ont été publiés dans la revue Composite Structures.
L’équipe a préparé une encre nanocomposite adaptée à l’impression 3D en dispersant uniformément des nanotubes de carbone à parois multiples dans une résine de polyuréthane diacrylate aliphatique. La concentration de nanotubes de carbone a été ajustée entre 0,1 % et 0,9 % en poids, avec une dispersion assurée par un mélange par ultrasons. Après une analyse systématique des propriétés de l’encre, les chercheurs ont déterminé les paramètres d’impression optimaux.
Les résultats expérimentaux montrent que le matériau composite contenant 0,9 % de nanotubes de carbone offre les meilleures performances globales. Ce matériau peut être étiré jusqu’à 223 % de sa longueur initiale avant rupture, tout en maintenant une conductivité électrique de 1,64 × 10⁻³ S/m. De plus, ce composite de nanotubes de carbone atteint une précision d’impression de 0,6 millimètre, démontrant une excellente adaptabilité au traitement.
L’équipe de recherche a utilisé ce matériau optimisé pour fabriquer un capteur piézorésistif basé sur une structure à surface minimale à triple période. Ce capteur présente une sensibilité élevée et une stabilité remarquable, et a été intégré avec succès dans une semelle intelligente. Cette plateforme de semelle intelligente peut surveiller en temps réel la distribution de la pression plantaire, permettant une identification précise des différents mouvements et changements de posture du corps humain.
