Vous êtes-vous déjà demandé ce qui se passerait si nous coupions la peau d’un robot ? Probablement rien de bon, ou du moins c'était le cas jusqu'à présent. Une équipe de chercheurs de laUniversité Aalto et dell 'Université de Bayreuth a créé quelque chose qui ressemble plus à un super pouvoir qu’à une découverte scientifique : une « peau gel » capable de se régénérer complètement après avoir été coupée. Une structure unique qui allie rigidité, souplesse et capacité d'auto-guérison, à l'image de notre épiderme. Le matériel, seulement quatre heures après la coupure, la plaie est déjà guérie à 80-90 %, et après 24 heures la plaie est complètement guérie. C’est une découverte qui pourrait révolutionner des domaines allant de la robotique à la médecine régénérative.
La force réside dans les détails microscopiques
Les gels font partie de notre quotidien, des substances collantes aux cheveux aux composants gélatineux des aliments. Mais jusqu’à présent, aucun gel artificiel n’avait réussi à combiner la grande rigidité avec les propriétés auto-cicatrisantes de la peau humaine.
La véritable innovation de ce gel skin réside dans sa structure microscopique. L’équipe a ajouté des « nanofeuilles » d’argile exceptionnellement grandes et ultra-fines aux hydrogels normalement mous et spongieux, créant une structure hautement ordonnée avec des polymères densément emballés. Un seul millimètre de ce matériau contient jusqu’à 10.000 XNUMX couches de nanofeuilles, ce qui lui confère une rigidité comparable à celle de la peau humaine, avec une élasticité et une flexibilité similaires.
Il me semble que quelque chose d’aussi avancé technologiquement naît d’un processus qui, après tout, comporte des éléments plutôt familiers : Pendre Zhang Un professeur de l'Université d'Aalto mélange une poudre de monomère avec de l'eau contenant des nanofeuilles, puis expose le mélange à une lampe UV (similaire à celle utilisée pour fixer le vernis à ongles en gel), et la magie opère.
La « danse » complexe des molécules dans la peau en gel
Le secret de l’auto-guérison réside dans ce que les chercheurs appellent l’enchevêtrement, un terme qui on entend souvent en physique quantique. Cette fois-ci, c'est de la pure chimie.
L'enchevêtrement signifie que les fines couches de polymère commencent à s'enrouler les unes autour des autres comme des fils de laine, mais dans un ordre aléatoire. Lorsque les polymères sont complètement entrelacés, ils deviennent indiscernables les uns des autres. Ils sont très dynamiques et mobiles au niveau moléculaire, et lorsque vous les coupez, ils commencent à s'entrelacer à nouveau.
Chen Liang, chercheur postdoctoral impliqué dans l’étude, explique que « le rayonnement UV de la lampe provoque la liaison des molécules individuelles entre elles de sorte que l’ensemble devient un solide élastique : un gel. » Simple, n'est ce pas?
Au-delà de l'imitation de la nature
Recherche, publié dans le prestigieux magazine Nature Materials, représente l’un de ces sauts conceptuels qui pourraient changer les règles de la conception des matériaux.
Olli Ikkala, de l'Université Aalto, voit déjà les implications futures :
Imaginez des robots dotés d’une peau résistante et auto-réparatrice, ou de tissus synthétiques auto-réparateurs.
Les nanofeuilles d'argile synthétique ont été conçues et fabriquées par Professeur Josef Breu de l'Université de Bayreuth en Allemagne, tandis que les chercheurs d'Aalto ont utilisé les installations du Centre de nanomicroscopie, qui fait partie de l'infrastructure nationale de recherche finlandaise OtaNano. C’est précisément cette collaboration internationale qui a permis de dépasser des limites qui semblaient insurmontables : les hydrogels rigides, résistants et auto-cicatrisants sont depuis longtemps un défi non résolu.
Et maintenant ? La peau en gel pourrait n’être que le début d’une nouvelle génération de matériaux biomimétiques. J'ai hâte de mettre la main sur (c'est le bon mot) des robots avec une peau qui se comporte comme la nôtre. En espérant ne pas recevoir de gifle après un pincement. Ou un coup de poing de kung-fu.
