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Des CD jetés au rebut transformés en biocapteurs pour réduire les déchets

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Un procédé non toxique et peu coûteux permet de recycler cette technologie musicale peu utilisée en un capteur de surveillance de la santé.

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Il n'y a pas si longtemps, les disques compacts (CD) étaient le principal moyen de consommer de la musique. Cependant, depuis l'avènement de l'ère numérique, cette technologie est rarement, voire jamais, utilisée, ce qui crée un scénario dans lequel des milliards de CD de musique mis au rebut remplissent les décharges et ont un effet négatif sur l'environnement. Les chercheurs de l'université de Binghamton ont trouvé une solution potentielle à ce problème en recyclant et en réutilisant les CD pour en faire des capteurs de santé flexibles grâce à une méthode de fabrication durable, ont-ils déclaré.

Une équipe dirigée par Ahyeon Koh, professeur adjoint à l'université de Binghamton et membre du département d'ingénierie biomédicale de l'université, a mis au point un moyen de séparer la fine couche métallique d'un CD d'or du plastique rigide pour le transformer en une série de biocapteurs, ont-ils expliqué. Ces capteurs peuvent surveiller l'activité électrique du cœur et des muscles, ainsi que mesurer les niveaux de lactose, de glucose, de pH et d'oxygène.

Mme Koh a eu l'idée de convertir les CD en capteurs lorsqu'elle était chercheuse postdoctorale à l'université de l'Illinois, où elle s'est demandé comment récupérer le matériau essentiel du disque pour le recycler en un système de détection, a-t-elle expliqué.

Mme Koh a ensuite parlé de son idée à Matthew Brown, étudiant en doctorat à Binghamton, alors qu'il préparait sa propre thèse, et il a décidé de poursuivre dans cette voie, donnant ainsi une nouvelle vie à son idée, a-t-elle ajouté.

"J'ai eu beaucoup de chance d'avoir Matt dans le laboratoire, parce que sinon cela serait resté une idée issue de mes recherches postdoc", a déclaré Mme Koh dans un article pour BingUNews. "Certains de mes collègues postdocs se souviennent que je leur ai parlé de cette idée, et ils sont tellement enthousiastes à son sujet."

Trouver la bonne méthode d'upcyclage

Selon les chercheurs, il n'a pas été facile de trouver une méthode efficace pour recycler les CD. Des recherches antérieures sur le développement de biocapteurs à partir de CD ont donné naissance à une technologie rigide et limitée en termes d'applications, ce que les chercheurs souhaitaient améliorer.

Il s'agissait alors de trouver un moyen d'enlever le revêtement métallique du plastique sous-jacent, ce qui a été fait à l'aide d'un procédé chimique et d'un ruban adhésif, de la même manière que les gens enlèvent les poils de chien de leurs vêtements à l'aide d'un rouleau adhésif, a expliqué M. Koh.

"Nous détachons la couche de métaux du CD, puis nous ramassons cette couche métallique avec du ruban adhésif, de sorte qu'il suffit de la décoller", a-t-elle expliqué.

Les chercheurs ont ensuite transformé la fine couche obtenue en un matériau flexible pouvant être réutilisé pour créer les capteurs. Pour ce faire, ils ont utilisé un appareil d'artisanat disponible dans le commerce, le cutter Cricut, qui sert généralement à découper des motifs dans des matériaux tels que le papier, le vinyle, le papier cartonné et les transferts thermocollants.

L'ensemble du processus - non toxique, réalisé en 20 à 30 minutes et coûtant environ 1,50 dollar par dispositif - a permis d'obtenir des capteurs flexibles qui pourraient être collés sur une personne pour la surveiller par le biais d'une connexion à une application pour smartphone, ont indiqué les chercheurs. Ils envisagent que des professionnels de la santé ou des patients puissent obtenir des relevés des signes vitaux des personnes et suivre leurs progrès au fil du temps grâce à ce système.

Faire progresser la recherche sur les capteurs

Le professeur Gretchen Mahler de Binghamton et les étudiants en doctorat Melissa Mendoza et Louis Somma ont également contribué à ces travaux, de même que le professeur adjoint Yeonsik Noh de l'université du Massachusetts-Amherst. L'équipe a publié un article sur ses recherches dans la revue Nature Communications.

Après avoir obtenu son doctorat, M. Brown va maintenant occuper un poste dans une entreprise qui fabrique des glucomètres en continu, Dexcom. Mais il espère continuer à améliorer la technologie du capteur pour explorer l'utilisation de CD à base d'argent dans un processus similaire.

"Nous voulons également voir si nous pouvons utiliser la gravure au laser plutôt que le cutter en tissu pour améliorer encore la vitesse de recyclage", a-t-il déclaré dans un communiqué de presse.

Depuis son poste à Binghamton, Mme Koh espère également faire avancer le travail, peut-être en créant un moyen de collecter les CD des étudiants sur le campus. Elle souhaite également ouvrir la conception des capteurs à la communauté afin que la technologie ait une portée plus large.

"Nous pourrions également proposer des instructions plus générales, étape par étape, sur la manière de les fabriquer en une journée, sans aucune compétence en ingénierie", suggère-t-elle. "Tout le monde peut créer ce type de capteurs pour ses utilisateurs. Nous voulons qu'ils deviennent plus accessibles et abordables, et qu'ils soient plus facilement distribués au public."

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