Des scientifiques ont créé un appareil de chauffage portable à base de textile et de fils conducteurs très résistants.
Un fil électriquement conducteur et durable a été cousu sur un tissu et est devenu un appareil de chauffage portable (températures élevées indiquées par les jaunes et les rouges) lorsqu’une tension sûre était appliquée. Crédit image : Pattanarat et al., doi : 10.1021/acsami.1c13329.
Des chauffages légers à porter, avec des éléments chauffants intégrés dans le tissu, pourraient aider à garder les gens au chaud, mais les tentatives précédentes ont abouti à des fils ou des fils rigides et chauds qui ne peuvent pas être lavés en toute sécurité.
Récemment, des chercheurs ont traité des tissus et des fils avec du poly(3,4-éthylènedioxythiophène) et du poly(4-styrénesulfonate). Ce revêtement flexible a réchauffé les matériaux et est resté en place après le lavage.
Cependant, les polymères n’étaient pas assez conducteurs pour le chauffage personnel, et certains composés ajoutés pour les rendre plus conducteurs pouvaient irriter la peau.
Rawat Jaisutti, du département de physique de l’université de Thammasat, et ses collègues thaïlandais et coréens ont voulu améliorer le revêtement à deux polymères appliqué au fil afin qu’il puisse distribuer la chaleur à une tension de fonctionnement sûre lorsqu’il est cousu dans un tissu.
Dans un premier temps, ils ont plongé le fil de coton enduit de polymère dans de l’éthylène glycol, qui n’est pas irritant pour la peau humaine.
Lorsqu’ils ont appliqué une tension au matériau, celui-ci s’est réchauffé, nécessitant des tensions plus faibles pour atteindre des températures élevées que certains chauffages flexibles précédemment rapportés.
Ensuite, les chercheurs ont lavé le fil traité soit à plusieurs reprises avec de l’eau, soit une fois avec un détergent.
Ils ont constaté que, bien que dans les deux cas il y ait une légère perte de conductivité, cette perte était nettement inférieure à celle d’une version sans éthylène glycol.
Enfin, ils ont cousu plusieurs morceaux du fil en un motif TU sur un morceau de tissu avec un support de tissu supplémentaire.
Lorsque l’appareil de chauffage était connecté à une alimentation de trois volts et fixé au poignet d’une personne, la distribution de la chaleur dans le bracelet thermique était stable lorsqu’il était plié d’avant en arrière.
“Les éléments chauffants fabriqués à partir de fils conducteurs présentaient une excellente distribution de la température et pouvaient être chauffés jusqu’à 150 degrés Celsius (302 degrés Fahrenheit) à une tension de commande suffisamment faible de 5 V”, expliquent les auteurs.
“De plus, les éléments chauffants ont montré une performance de chauffage par effet Joule stable sous une contrainte de flexion répétée et 2 000 cycles d’étirement et de relâchement.”
“Pour démontrer son utilisation pratique pour les systèmes de chauffage sur le corps, un bracelet thermique léger et respirant l’air a été démontré en cousant les fils conducteurs sur un tissu avec une structure de circuit simple”, ont-ils ajouté.
“D’après ces résultats, nous pensons que notre stratégie pour obtenir des fils hautement conducteurs et durables peut être utilisée dans diverses applications, y compris la thérapie thermique médicale et les systèmes de gestion du chauffage personnel.”
Les travaux de l’équipe ont été publiés dans la revue ACS Applied Materials & ; Interfaces (en anglais).
