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Un écran dans une lentille de contact !
Par Jean-Luc Goudet - Futura-Sciences
Appliquée sur la cornée, cette lentille, portant un circuit électronique transparent, peut afficher une image ou quelques mots grâce à des diodes. Voilà de quoi créer un afficheur portable, par exemple pour les militaires, ou encore un analyseur de la composition du sang. Cette petite merveille n'est toutefois pas encore au point : il manque les piles !
« Une lentille de contact est faite en polymère et de nombreux chercheurs ont mis des circuits électroniques sur des polymères pour réaliser des circuits souples ou des afficheurs, explique Babak Parviz, un ingénieur électronique de l'université de Washington. Ce que nous avons fait, c'est réaliser quelques dispositifs très petits, que l'on peut incorporer dans une lentille, pour améliorer la vision. »
En somme, il suffisait d'y penser... Il aura tout de même fallu la réunion de plusieurs équipes pour parvenir à ce résultat, encore incomplet. Le problème n'était pas simple à résoudre puisqu'il fallait réaliser un circuit de très petite taille avec des matériaux tolérés par l'organisme. Les ingénieurs ont utilisé une lentille en polyéthylène téréphtalate (le PET des bouteilles en plastique) et plaqué sur elle le dessin du circuit sous forme d'un motif métallique, épais de seulement quelques nanomètres. Les diodes, formant l'écran miniature, au centre du circuit, occupent un carré d'un tiers de millimètre de côté.
La prouesse est venue ensuite : les composants électroniques ont été... saupoudrés. Fabriqués séparément, minuscules, ils ont été disposés en vrac sur la lentille. C'est par capillarité, expliquent les ingénieurs, qu'ils ont pris leur place tout seuls... Le circuit, très fin, est complètement transparent et ne gêne pas la vision. La lentille a ensuite été placée sur l'œil d'un lapin qui l'a conservée durant vingt minutes sans paraître perturbé.
Mince couche de polymère, cette lentille de contact porte un véritable circuit et même un écran fait de petites diodes. © University of Washington
Une image dans le champ visuel
A quoi peut servir cet écran oculaire ? « A beaucoup de choses » affirment ses concepteurs. Il est un bon candidat pour ce que l'on appelle la réalité augmentée, c'est-à-dire l'affichage d'une image devant le regard venant se superposer à la vision normale. Les militaires connaissent depuis longtemps les « viseurs tête haute », afficheurs transparents fixés sur le tableau de bord et indiquant des informations devant le regard du pilote de l'avion ou du char d'assaut. Ces équipement commencent à apparaître sur les automobiles et beaucoup cherchent des solutions de ce genre pour afficher des vidéos, des courriers électroniques et des pages Web. Une des dernières innovations en date prend la forme de lunettes, projetant une image au fond de l'œil.
Placer un circuit sur la cornée ouvre aussi des applications médicales. L'équipe imagine en effet que l'on pourrait installer non pas un écran mais une biopuce, capable d'analyser le liquide à la surface de la cornée, en contact indirect avec le sang. Plutôt que de faire une prise de sang, il suffirait donc de placer temporairement une lentille sur l'œil pour effectuer quelques mesures importantes, comme le cholestérol ou le taux de sucre.
Mais au fait, tout cela fonctionne-t-il ? Le lapin de l'expérimentation a-t-il vu quelque chose avec son œil bionique ? La réponse est non car le circuit est bien fonctionnel et les diodes (rouges) peuvent s'allumer mais les ingénieurs n'ont pas résolu le problème de l'alimentation électrique. Pas du tout désespérés, ils imaginent deux sources d'énergie, qui pourraient être utilisées ensemble : des cellules photoélectriques ajoutées sur la lentille et un récepteur recueillant l'énergie d'un signal radio.
Il reste donc encore du travail à l'équipe mais cette première réalisation a déjà réussi à beaucoup faire parler d'elle !
Placée sur la cornée (ici sur un lapin), cette cornée-écran affiche une image qui apparaîtrait devant le regard. © University of Washington
Par Jean-Luc Goudet - Futura-Sciences
Appliquée sur la cornée, cette lentille, portant un circuit électronique transparent, peut afficher une image ou quelques mots grâce à des diodes. Voilà de quoi créer un afficheur portable, par exemple pour les militaires, ou encore un analyseur de la composition du sang. Cette petite merveille n'est toutefois pas encore au point : il manque les piles !
« Une lentille de contact est faite en polymère et de nombreux chercheurs ont mis des circuits électroniques sur des polymères pour réaliser des circuits souples ou des afficheurs, explique Babak Parviz, un ingénieur électronique de l'université de Washington. Ce que nous avons fait, c'est réaliser quelques dispositifs très petits, que l'on peut incorporer dans une lentille, pour améliorer la vision. »
En somme, il suffisait d'y penser... Il aura tout de même fallu la réunion de plusieurs équipes pour parvenir à ce résultat, encore incomplet. Le problème n'était pas simple à résoudre puisqu'il fallait réaliser un circuit de très petite taille avec des matériaux tolérés par l'organisme. Les ingénieurs ont utilisé une lentille en polyéthylène téréphtalate (le PET des bouteilles en plastique) et plaqué sur elle le dessin du circuit sous forme d'un motif métallique, épais de seulement quelques nanomètres. Les diodes, formant l'écran miniature, au centre du circuit, occupent un carré d'un tiers de millimètre de côté.
La prouesse est venue ensuite : les composants électroniques ont été... saupoudrés. Fabriqués séparément, minuscules, ils ont été disposés en vrac sur la lentille. C'est par capillarité, expliquent les ingénieurs, qu'ils ont pris leur place tout seuls... Le circuit, très fin, est complètement transparent et ne gêne pas la vision. La lentille a ensuite été placée sur l'œil d'un lapin qui l'a conservée durant vingt minutes sans paraître perturbé.
Mince couche de polymère, cette lentille de contact porte un véritable circuit et même un écran fait de petites diodes. © University of Washington
Une image dans le champ visuel
A quoi peut servir cet écran oculaire ? « A beaucoup de choses » affirment ses concepteurs. Il est un bon candidat pour ce que l'on appelle la réalité augmentée, c'est-à-dire l'affichage d'une image devant le regard venant se superposer à la vision normale. Les militaires connaissent depuis longtemps les « viseurs tête haute », afficheurs transparents fixés sur le tableau de bord et indiquant des informations devant le regard du pilote de l'avion ou du char d'assaut. Ces équipement commencent à apparaître sur les automobiles et beaucoup cherchent des solutions de ce genre pour afficher des vidéos, des courriers électroniques et des pages Web. Une des dernières innovations en date prend la forme de lunettes, projetant une image au fond de l'œil.
Placer un circuit sur la cornée ouvre aussi des applications médicales. L'équipe imagine en effet que l'on pourrait installer non pas un écran mais une biopuce, capable d'analyser le liquide à la surface de la cornée, en contact indirect avec le sang. Plutôt que de faire une prise de sang, il suffirait donc de placer temporairement une lentille sur l'œil pour effectuer quelques mesures importantes, comme le cholestérol ou le taux de sucre.
Mais au fait, tout cela fonctionne-t-il ? Le lapin de l'expérimentation a-t-il vu quelque chose avec son œil bionique ? La réponse est non car le circuit est bien fonctionnel et les diodes (rouges) peuvent s'allumer mais les ingénieurs n'ont pas résolu le problème de l'alimentation électrique. Pas du tout désespérés, ils imaginent deux sources d'énergie, qui pourraient être utilisées ensemble : des cellules photoélectriques ajoutées sur la lentille et un récepteur recueillant l'énergie d'un signal radio.
Il reste donc encore du travail à l'équipe mais cette première réalisation a déjà réussi à beaucoup faire parler d'elle !
Placée sur la cornée (ici sur un lapin), cette cornée-écran affiche une image qui apparaîtrait devant le regard. © University of Washington