Des chercheurs développent des matériaux auto-cicatrisants. À partir de sel et de gélatine ?

Ce matériau ouvre la voie à des dispositifs robotiques flexibles et extensibles.

Robotique douce auto-réparatrice tenant un couteau à gauche et un cactus à droite. SHERO

Il ne fait aucun doute que les matériaux autoréparables présentent de nombreux avantages. L’un des plus notables est le développement de mains artificielles réalistes et d’autres applications de robotique douce.

Aujourd’hui, dans le cadre du projet SHERO, des chercheurs de l’université de Cambridge ont produit des matériaux en sel et en gélatine peu coûteux, capables de détecter la tension, la température et l’humidité grâce à des capteurs souples et de se réparer eux-mêmes à température ambiante, selon un communiqué publié vendredi par l’institution.

Cette percée devrait révolutionner le domaine de la robotique et peut-être quelques autres industries.

Matériaux autoréparables

“L’incorporation de capteurs souples dans la robotique nous permet d’en tirer beaucoup plus d’informations, comme la tension sur nos muscles permet à notre cerveau d’obtenir des informations sur l’état de notre corps”, a déclaré dans le communiqué David Hardman, du département d’ingénierie de Cambridge, premier auteur de l’article.

Ces nouveaux matériaux sont différents de leurs homologues précédents car ils n’ont pas besoin d’être chauffés pour s’auto-réparer. Ils peuvent également détecter de manière autonome (sans intervention humaine) lorsqu’ils sont endommagés, procéder à une auto-guérison temporaire, puis reprendre leurs activités précédentes.

Bon marché et facile à fabriquer

Dans leurs travaux, les chercheurs ont utilisé des capteurs d’impression contenant du chlorure de sodium (sel) au lieu d’encre de carbone, ce qui signifie que les matériaux obtenus sont bon marché et faciles à fabriquer (soit par impression 3D, soit par moulage). Ils sont également meilleurs que de nombreuses alternatives existantes en raison de leur résistance et de leur stabilité, ainsi que de leur capacité à durer longtemps sans se dessécher.

Enfin, et surtout, ils sont composés de matériaux faciles à trouver et sans danger pour les aliments.

“C’est un très bon capteur si l’on considère qu’il est facile et bon marché à fabriquer”, a déclaré le Dr Thomas George-Thuruthel, co-auteur de l’étude et également membre du département d’ingénierie. “Nous pourrions fabriquer un robot entier en gélatine et imprimer les capteurs là où nous en avons besoin”.

Étant donné que les matériaux se lient si bien avec une variété d’autres matériaux différents, ils peuvent facilement être incorporés dans de nombreux types de robotique. Les chercheurs étudient maintenant d’autres utilisations pour les matériaux autocicatrisants, comme les peaux artificielles et les vêtements.

L’étude a été publiée dans la revue NPG Asia Materials.

Résumé de l’étude :

Les technologies de détection douce ont le potentiel de révolutionner les dispositifs portables, les interfaces haptiques et les systèmes robotiques. Cependant, il existe de nombreux défis dans le déploiement de ces dispositifs en raison de leur faible résilience, de leur consommation d’énergie élevée et de leur réactivité omnidirectionnelle à la déformation. Ce travail rapporte le développement d’un hydrogel ionique polyvalent à base de gélatine et de glycérol pour des applications de détection douce. Le dispositif de détection obtenu est peu coûteux et facile à fabriquer, il est auto-réparable à température ambiante, peut subir des déformations allant jusqu’à 454 %, présente une stabilité sur de longues périodes et est biocompatible et biodégradable. Ce matériau est idéal pour les applications de détection des contraintes, avec un coefficient de corrélation linéaire R2 = 0,9971 et un mécanisme de conduction insensible à la pression. Les résultats expérimentaux montrent l’applicabilité des hydrogels ioniques aux dispositifs portables et aux technologies robotiques douces pour la détection des contraintes, de l’humidité et de la température, tout en étant capables de s’auto-réparer partiellement à température ambiante.

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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche