Un matériau sensoriel auto-cicatrisant a été créé

Le nouveau matériau peut être utilisé dans les prothèses, ainsi que dans la création d’appareils électroniques.

Les scientifiques tentent depuis de nombreuses années de créer un matériau imitant la peau humaine, possédant les mêmes caractéristiques et remplissant des fonctions similaires. Les principales qualités de la peau que les scientifiques tentent de recréer sont la sensibilité et la capacité de cicatrisation. Grâce à ces propriétés, la peau humaine envoie des signaux de température et de pression au cerveau et sert de barrière protectrice contre les agressions environnementales.

Grâce à un travail minutieux, l'équipe du professeur de génie chimique de l'Université de Stanford, Zhenan Bao, a réussi pour la première fois à créer un matériau combinant ces deux qualités.

Au cours des dix dernières années, de nombreux exemples de « peau artificielle » ont été créés, mais même les plus perfectionnés présentaient de sérieux inconvénients. Certains nécessitent des températures élevées pour cicatriser, ce qui les rend impossibles à utiliser dans un environnement domestique quotidien. D'autres sont restaurés à température ambiante, mais lors de la restauration, leur structure mécanique ou chimique change, les rendant ainsi jetables. Mais surtout, aucun de ces matériaux n'était un bon conducteur d'électricité.

Zhenan Bao et ses collègues ont fait un grand pas en avant dans cette direction et ont combiné pour la première fois les propriétés d'auto-guérison d'un polymère plastique et la conductivité électrique d'un métal dans un seul matériau.

Les scientifiques ont commencé avec un plastique constitué de longues chaînes de molécules reliées par des liaisons hydrogène. Il s'agit d'une liaison relativement faible entre la région chargée positivement d'un atome et la région chargée négativement du suivant. Cette structure permettait au matériau de s'auto-régénérer efficacement après des influences extérieures. Les molécules se décomposent assez facilement, mais se reconnectent ensuite à leur forme initiale. Le résultat était un matériau flexible que les scientifiques ont comparé à du caramel laissé au réfrigérateur.

Les scientifiques ont ajouté des microparticules de nickel à ce polymère élastique, ce qui a accru la résistance mécanique du matériau. De plus, ces particules ont amélioré sa conductivité électrique: le courant circule facilement d'une microparticule à l'autre.

Le résultat a répondu à toutes les attentes. « La plupart des plastiques sont de bons isolants, mais nous avons obtenu un excellent conducteur », a résumé Zhenan Bao.

Les scientifiques ont ensuite testé la capacité du matériau à se reconstituer. Ils ont coupé un petit morceau de matériau en deux à l'aide d'un couteau. En pressant légèrement les deux morceaux l'un contre l'autre, les chercheurs ont constaté que le matériau avait retrouvé 75 % de sa résistance et de sa conductivité électrique initiales. Une demi-heure plus tard, le matériau avait entièrement retrouvé ses propriétés initiales.

« Même la peau humaine met quelques jours à cicatriser. Je pense donc que nous avons obtenu un très bon résultat », a déclaré Benjamin Chi Kion Tee, collègue de Bao.

Le nouveau matériau a également passé avec succès le test suivant: 50 cycles de récupération de coupe.

Les chercheurs ne comptent pas s'arrêter là. À l'avenir, ils souhaitent mieux exploiter les particules de nickel du matériau, car elles le rendent non seulement plus résistant et améliorent sa conductivité électrique, mais réduisent également sa capacité d'auto-régénération. L'utilisation de particules métalliques plus petites pourrait rendre le matériau encore plus efficace.

En mesurant la sensibilité du matériau, les scientifiques ont découvert qu'il pouvait détecter et réagir à la pression avec la force d'une poignée de main. C'est pourquoi Bao et son équipe sont convaincus que leur invention pourra être utilisée dans les prothèses. De plus, ils prévoient de rendre leur matériau aussi fin et transparent que possible afin de pouvoir l'utiliser pour recouvrir les appareils électroniques et leurs écrans.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]