Plante à fibres | EPFL Graph Search

vignette|Fruit du kapokier (Ceiba pentandra). Les plantes à fibres sont des plantes cultivées pour leurs fibres, utilisées traditionnellement pour fabriquer du papier, des tissus, ou des cordages. Les fibres peuvent être améliorées chimiquement, comme dans le cas de la viscose (utilisée pour produire de la rayonne et de la cellophane). Au cours des dernières années, les chercheurs en science des matériaux s'intéressent au potentiel de ces fibres pour de nouveaux matériaux composites. Les cultures de plantes à fibres sont généralement récoltées après une seule saison de croissance, à la différence des arbres, qui sont généralement abattus au bout de plusieurs années pour produire des matières telles que les fibres de pulpe de bois ou de bois-dentelle. Dans des circonstances spécifiques, les fibres provenant de ces plantes peuvent se révéler supérieures aux fibres de pulpe de bois en termes de performance technique, d'impact environnemental ou de coûts. Diverses questions se posent au sujet de l'utilisation des plantes à fibres pour fabriquer de la pâte à papier. L'une d'elles est la disponibilité saisonnière : alors que les arbres peuvent être abattus en continu, de nombreuses cultures sont récoltées une seule fois dans l'année et apparaissent des contraintes de stockage pendant plusieurs mois et d'insertion dans le flux journalier de plusieurs milliers de tonnes de source de fibres vers les usines de pâte à papier. Sur le plan botanique, les fibres d'un grand nombre de ces plantes sont des fibres libériennes ; ces fibres proviennent des tissus du phloème de la plante (dans l'écorce). Les autres fibres végétales proviennent de la bourre des graines, des feuilles ou d'autres parties de la plante. Dans le monde, plusieurs centaines d'espèces végétales sont récoltées dans la nature et utilisées comme source de divers types de fibres finies ou non finies. En termes d'importance économique, les plantes sauvages productrices de fibres occupent la deuxième position après celles qui sont comestibles.

Thermally Drawn CNT-Based Hybrid Nanocomposite Fiber for Electrochemical Sensing

Fabien Sorin, Inès Richard

Nowadays, bioelectronic devices are evolving from rigid to flexible materials and substrates, among which thermally-drawn-fiber-based bioelectronics represent promising technologies thanks to their inherent flexibility and seamless integration of multi-functionalities. However, electrochemical sensing within fibers remains a poorly explored area, as it imposes new demands for material properties-both the electrochemical sensitivity and the thermomechanical compatibility with the fiber drawing process. Here, we designed and fabricated microelectrode fibers made of carbon nanotube (CNT)-based hybrid nanocomposites and further evaluated their detailed electrochemical sensing performances. Carbon-black-impregnated polyethylene (CB-CPE) was chosen as the base material, into which CNT was loaded homogeneously in a concentration range of 3.8 to 10 wt%. First, electrical impedance characterization of CNT nanocomposites showed a remarkable decrease of the resistance with the increase in CNT loading ratio, suggesting that CNTs notably increased the effective electrical current pathways inside the composites. In addition, the proof-of-principle performance of fiber-based microelectrodes was characterized for the detection of ferrocenemethanol (FcMeOH) and dopamine (DA), exhibiting an ultra-high sensitivity. Additionally, we further examined the long-term stability of such composite-based electrode in exposure to the aqueous environment, mimicking the in vivo or in vitro settings. Later, we functionalized the surface of the microelectrode fiber with ion-sensitive membranes (ISM) for the selective sensing of Na+ ions. The miniature fiber-based electrochemical sensor developed here holds great potential for standalone point-of-care sensing applications. In the future, taking full advantage of the thermal drawing process, the electrical, optical, chemical, and electrochemical modalities can be all integrated together within a thin strand of fiber. This single fiber can be useful for fundamental multi-mechanistic studies for biological applications and the weaved fibers can be further applied for daily health monitoring as functional textiles.

MDPI2022

Thermally Drawn CNT-Based Hybrid Nanocomposite Fiber for Electrochemical Sensing

Fabien Sorin, Inès Richard

MDPI2022