Un revêtement autoréparti réduit de 21,6 °F la température des circuits

À l’Université Sun Yat-sen, un cardiofréquencemètre sans fil a été testé sous la lumière directe du soleil après l’ajout d’une interface de refroidissement extensible à sa surface. Le revêtement a abaissé la température de surface de l’appareil de 15,5 °F par rapport à un modèle standard encapsulé dans un élastomère, sans consommer d’énergie supplémentaire. Dirigés par Jiyu Li et Zehua Peng, les chercheurs ont publié leurs résultats dans Soft Science.

Le matériau commence sous la forme d’un mélange liquide contenant des microparticules d’oxyde d’aluminium et du métal liquide en suspension dans un élastomère extensible. En durcissant, les charges se séparent selon leur densité pour former deux couches. La couche riche en oxyde d’aluminium remonte à la surface et réfléchit 92,6 % de la lumière solaire incidente ; la couche riche en métal liquide se trouve en dessous et conduit la chaleur à environ 1,5 watt par mètre-kelvin, évacuant la chaleur des composants électroniques.

Sur un circuit en serpentin fonctionnant à 200 milliwatts, le revêtement a réduit la température maximale de jusqu’à 15,1 °F en intérieur et 21,6 °F en extérieur sous la lumière directe du soleil. Il s’est étiré à plus de 800 % de sa longueur initiale tout en conservant une texture souple et compatible avec la peau. Les chercheurs ont également fait état de performances stables après 1 000 cycles d’étirement et 100 cycles de chauffage-refroidissement.

Le bénéfice était visible dans les données du moniteur. L’appareil utilisait la photopléthysmographie, ou PPG, une technique permettant de suivre le débit sanguin à travers la peau. La version refroidie a préservé les principales caractéristiques de l’onde de pouls avec une précision supérieure à 95 %, contre environ 30 % pour le modèle témoin non refroidi, et a conservé une précision supérieure à 80 % après l’exercice du porteur. Son rapport signal sur bruit a atteint 19 décibels, contre 6 décibels pour le modèle témoin.

Qu’est-ce que cela change en pratique ? Un revêtement passif pourrait aider les moniteurs de santé portés sur la peau et d’autres composants électroniques flexibles à continuer de recueillir des signaux plus propres lors d’une utilisation prolongée en extérieur, tout en évitant de mobiliser une alimentation distincte pour le refroidissement. Les chercheurs présentent ce matériau comme une solution évolutive pour les vêtements intelligents et les appareils portables.