Fibre optique PDMS dopée au colorant au centre dont la flexibilité est démontrée par un nœud, et mécanisme de commutation du colorant organique. Crédits : Camila Aparecida Zimmermann, Koffi Novignon Amouzou, Dipankar Sengupta, Aashutosh Kumar, Nicole Raymonde Demarquette, Bora Ung
Des scientifiques ont développé une fibre optique flexible et réutilisable pour la détection UV, promettant une meilleure intégration avec les appareils intelligents et des technologies de surveillance UV avancées.
Le vieil adage « la dose fait le poison » s’applique également aux rayons ultraviolets (UV). Si les rayons UV sont essentiels à la production de vitamine D, montrent des résultats prometteurs en photothérapie et jouent un rôle dans divers processus industriels et la croissance des plantes, ils ont également des effets nocifs tels que le vieillissement prématuré de la peau et le cancer.
Les effets bénéfiques ou nocifs des rayons UV dépendent, entre autres variables, de la dose d'UV délivrée. Avec l'essor des technologies au point de service et de l'Internet des objets, la demande de surveillance en temps réel des variables environnementales qui ont un impact sur notre santé augmente. Cependant, les technologies de détection optique UV existantes reposent sur des matériaux à la flexibilité limitée ou sur des appareils coûteux et fragiles (de qualité scientifique).
Technologie innovante de détection UV
Pour combler cette lacune, des chercheurs dirigés par le professeur Bora Ung de l’École de technologie supérieure (ÉTS), au Canada, ont fabriqué une nouvelle fibre optique semblable à du caoutchouc pour la détection des UV. Pour cela, le poly(diméthylsiloxane) (PDMS), un plastique hautement flexible, extensible et biocompatible, a été dopé avec un colorant organique qui agit comme un interrupteur moléculaire pour rendre le PDMS sensible à la lumière UV.
La structure moléculaire du colorant organique, appelé spiropyrane, subit une transformation réversible déclenchée par l'irradiation UV qui entraîne des changements dans les propriétés optiques du composé PDMS. Ces changements peuvent être mesurés à l'aide de sources LED/laser et de photodiodes couramment disponibles. Une fois l'exposition aux UV terminée, le matériau retrouve ses propriétés initiales, à la manière d'un interrupteur, et peut être réutilisé plusieurs fois.
Les chercheurs espèrent pouvoir intégrer ce capteur aux textiles intelligents et aux appareils portables pour la surveillance continue de la dose d'UV, en exploitant les avantages des capteurs optiques, tels que l'immunité aux interférences électromagnétiques et à la corrosion. Ces résultats constituent une étape importante vers la recherche dans le domaine de l'optique élastomère, des matériaux optiques intelligents et des capteurs à guide d'ondes optiques polymères.
Financement : Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies, Chaire de recherche ÉTS en ingénierie Marcelle-Gauvreau
