PhotonWear : des photodétecteurs 50% plus sensibles grâce au silicium noir

Les capteurs portables sont en passe de révolutionner le secteur de la santé, offrant des solutions innovantes pour répondre aux besoins complexes d’une population vieillissante et de plus en plus soucieuse de son bien-être. Le projet finlandais PhotonWear, lancé par le centre de recherche appliquée VTT, s’inscrit dans cette dynamique en développant de nouveaux capteurs portables pour la surveillance de la santé.

Le consortium PhotonWear, qui comprend VTT, GE HealthCare, ElFys, Bittium et l’Université d’Oulu, est financé par Business Finland et devrait se poursuivre jusqu’en octobre 2025.

Les recherches antérieures de VTT dans le domaine des technologies photoniques ont notamment porté sur le développement de fibres optiques en cellulose capables de surveiller les conditions au sein de structures bâties, ainsi que sur une caméra hyperspectrale associée à une analyse spectrale par intelligence artificielle, adaptée à l’intégration dans des appareils grand public et des processus de sécurité alimentaire.

Un élément clé de la technologie PhotonWear sera les photodétecteurs en silicium noir fournis par ElFys. Le silicium noir, développé accidentellement à Harvard, utilise un processus de modification de surface par laser pour améliorer la photo-réponse du silicium et lui faire absorber presque toute la lumière visible qui le frappe. Selon les développeurs de PhotonWear, un photodétecteur en silicium noir peut présenter une sensibilité jusqu’à 50 % supérieure à celle d’un matériau non traité.

Mesures multispectrales haute fidélité pour une surveillance précise

L’un des axes de PhotonWear sera l’utilisation de mesures multispectrales de haute fidélité comme moyen de surveiller des paramètres d’intérêt, notamment la pression artérielle et la présence de biomarqueurs particuliers tels que le lactate et le glucose, le tout par des méthodes optiques non invasives.

Teemu Alajoki, coordinateur du projet PhotonWear, souligne que si l’on trouve aujourd’hui des capteurs optiques dans les montres intelligentes mesurant des paramètres tels que la fréquence cardiaque et sa variabilité, le projet vise à améliorer la précision des capteurs afin qu’ils soient adaptés à un usage médical, tout en les rendant beaucoup plus confortables à porter.

En mars 2024, ElFys a annoncé qu’elle livrait les premiers échantillons de photodétecteurs à base de silicium noir de l’entreprise, issus d’une fonderie de production de masse, la fabrication à grande échelle de détecteurs dans cette installation devant commencer au début de l’année 2025.

Capteurs portables confortables et une analyse de données avancée

Le projet développe également une analyse de données avancée compatible avec les capteurs optiques portables. Ces types d’appareils peuvent collecter des données en continu, de sorte qu’ils peuvent non seulement transmettre les données de santé mesurées, mais aussi envoyer des avertissements automatiques si ces mesures semblent dangereuses, y compris dans des scénarios où un patient sort de l’hôpital mais souffre ensuite d’une aggravation des symptômes.

L’objectif est de créer une électronique flexible, voire extensible, extrêmement confortable, ajustée à la peau, imperceptible et fiable, même dans des cas d’utilisation exigeants. PhotonWear ouvre ainsi la voie à une nouvelle génération de capteurs portables pour une surveillance de la santé plus précise, plus confortable et plus efficace.

Légende illustration : PhotonWear développera des capteurs pour surveiller un certain nombre de biomarqueurs importants. Crédit : VTT.