Les muscles artificiels faits de polymères d'aujourd'hui peuvent être alimentés par le glucose et l'oxygène, tout comme les muscles biologiques. Cette nouvelle avancée peut être une étape décisive vers des greffes de muscles artificiels dans le corps humain ou des robots propulsés par des biomolécules.
À l'Université de Linköping, en Suède, l'équipe à l'origine de l'étude a présenté ses résultats dans la revue Advanced Materials.
Le mouvement de nos muscles est alimenté par l’énergie libérée lorsque le glucose et l’oxygène sont impliqués dans des réactions biochimiques. De même, les actionneurs artificiels constitués de polymères peuvent convertir l’énergie en mouvement. Jusqu'à hier, cela n'était possible qu'avec l'électricité, même pour robot aérien.
Aujourd'hui, des chercheurs suédois ont montré qu'il serait possible de bouger des muscles artificiels comme les humains. Un polymère conducteur, le polypyrrole, qui change de volume lorsqu'il est traversé par un courant électrique, est la pierre angulaire des nouveaux muscles.
Comment ça marche?
Le muscle artificiel, appelé « actionneur polymère », est constitué de couches. Trois, pour être précis, avec deux couches de polymère autour d'une fine membrane entre les deux. En chargeant positivement l'une des couches, le muscle se contracte : avec une charge négative il se dilate.
Les électrons qui provoquent ce mouvement proviennent actuellement de batteries lourdes qui doivent être chargées en permanence. L'équipe de scientifiques suédoise a exploité la technologie des bioélectrodes, qui convertissent l'énergie chimique en énergie électrique à l'aide d'enzymes.
« Ces enzymes convertissent le glucose et l’oxygène. C'est exactement comme notre corps. Pour produire l'énergie nécessaire, pas besoin de piles : il suffit de plonger le muscle dans la solution."
"Lorsque nous avons intégré les enzymes des deux côtés de l'actionneur et que nous l'avons vu bouger, c'était incroyable." dés Jose Martinez, membre de l'équipe de recherche.
Et maintenant?
La prochaine étape sera de vérifier les réactions biochimiques dans les enzymes, pour rendre le mouvement des muscles réversible et reproductible.
« Le glucose est disponible dans tous les organes du corps, c'est la substance idéale.
Plus tard, nous pourrons également utiliser d’autres enzymes pour garantir que les microrobots autonomes se nourrissent des substances qui les entourent. Un exemple? De petits droïdes automatiques pour surveiller l'eau d'un lac, alimentés par des substances présentes dans le lac lui-même ».
Un monde de machines « naturelles » qui exploitent la dynamique de la biologie pour se déplacer. De vrais biorobots.
