Les scientifiques créent un nouveau type de chair artificielle capable de guérir comme de la vraie peau
La chair artificielle se rapproche de plus en plus de la réalité. Les scientifiques australiens ont maintenant créé un nouveau matériau semblable à de la gelée qui, selon eux, a la résistance et la durabilité de la peau, des ligaments ou même des os.
“Grâce à la chimie spéciale que nous avons mise au point dans l’hydrogel, il peut se réparer après avoir été cassé comme la peau humaine peut le faire”, explique le chimiste Luke Connal de l’Australian National University.
“Les hydrogels sont généralement faibles, mais notre matériel est si solide qu’il peut facilement soulever des objets très lourds et changer de forme comme le font les muscles humains.”
Avoir un matériau mou aux propriétés aussi remarquables pourrait s’avérer très utile pour le développement de la prochaine génération de robotique douce et de dispositifs biomédicaux. La création d’un hydrogel aux formes changeantes et aux fonctions multiples s’est avérée un défi permanent pour les scientifiques, même avec l’inspiration naturelle des méduses, des concombres de mer et des Dionées attrape-mouche.
Alors que certains hydrogels peuvent résister à des contraintes mécaniques, d’autres ont des propriétés d’auto-guérison, et quelques autres ont la capacité de mémoriser des formes ou de changer de couleur.
Pour autant que les chercheurs de l’ANU le sachent, personne d’autre n’a été capable d’incorporer toutes ces fonctions dans un gel global. Du moins, pas à la vitesse et à l’efficacité qu’ils ont atteintes.
En soumettant leur matériau à de multiples essais, les auteurs affirment avoir créé le premier hydrogel dynamique qui est solide, résistant, résistant à la fatigue, auto-cicatrisant et capable de changer de forme et de s’en souvenir ensuite.
“Les avantages de l’utilisation d’un tel hydrogel multifonctionnel sont également démontrés par la capacité de soulever des objets lourds d’une manière réversible et répétable sur stimulus thermique”, écrit l’équipe.
En utilisant ce matériau, les chercheurs ont réalisé des films extrêmement minces de “chair” sans aucune casse. Lorsque ces films ont été chauffés ou refroidis, ils se sont ensuite transformés en différentes formes, pliés dans un sens ou dans l’autre avant de revenir à leur état d’origine avec la température.
Contrairement à de nombreux autres hydrogels, qui peuvent parfois prendre 10 minutes ou plus pour changer de forme, les auteurs affirment que leur gel ne prend que 10 secondes pour se plier. Ici, on dit que la clé réside dans les liaisons dynamiques hydrogène et imine (carbone-azote) du gel, qui travaillent ensemble pour former des “propriétés sans précédent“.
Les liaisons dynamiques ont une réponse élevée aux stimuli, ce qui les rend parfaites pour l’adaptation à l’environnement et l’autoréparation, et les liaisons imines en particulier ont une cinétique de réaction rapide qui peut permettre une auto-réparation rapide.
De plus, les auteurs affirment que ces matériaux peuvent être facilement préparés à l’aide d’une simple chimie, et que si d’autres polymères sont ajoutés au mélange moléculaire, on pourra peut-être obtenir encore plus de fonctions.
Si la température est en quelque sorte utilisée comme un contrôle, les auteurs pensent que ce gel pourrait un jour être déplacé comme un muscle artificiel.
“Dans beaucoup de films de science-fiction, nous voyons les tâches les plus difficiles accomplies par les robots humanoïdes artificiels. Nos recherches ont permis de franchir un pas important dans cette direction”, déclare Zhen Jiang, ingénieur des matériaux.
“Nous pensons que les chercheurs travaillant sur la prochaine génération de robots doux seront intéressés et enthousiasmés par notre nouvelle façon de fabriquer des hydrogels.”
En attendant, l’équipe espère transformer leur hydrogel en encre imprimable en 3D.
L’étude a été publiée dans Advanced Materials.
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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche
