Des matériaux qui s’endurcissent

Des matériaux qui s’endurcissent

Des scientifiques de l’Université d’Hokkaido ont trouvé un moyen de créer des matériaux capables de devenir de plus en plus résistants à mesure qu’on les utilise.

En imitant le mécanisme qui permet aux muscles vivants de croître et de se renforcer après un exercice physique, l’équipe dirigée par Jian Ping Gong de l’université d’Hokkaido a mis au point un polymère qui se décompose sous l’effet d’un stress mécanique. Il se régénère ensuite en une configuration plus forte, en se nourrissant d’un bain nutritif.

L’équipe d’Hokkaido a utilisé ce qu’on appelle des hydrogels à double réseau. Comme les autres hydrogels (des réseaux polymères tridimensionnels capables de gonfler dans l’eau ou un liquide biologique tout en conservant leur forme), il s’agit de polymères qui contiennent 85 % d’eau en poids. Mais dans ce cas, le matériau est constitué à la fois d’un polymère rigide et cassant et d’un polymère souple et extensible.

Exosuits souples

De cette façon, le produit fini est à la fois souple et résistant. Dans des conditions de laboratoire, l’hydrogel a été immergé dans un bain de monomères. Il s’agit de substances le plus souvent organiques utilisées dans la synthèse des oligomères et des polymères. Ces liaisons moléculaires individuelles remplissent la même fonction dans le matériau imitant les muscles que les acides aminés dans les tissus vivants.

Lors des tests, l’hydrogel a agi un peu comme les muscles lors d’une séance d’entraînement. Il est devenu 1,5 fois plus solide, 23 fois plus rigide et son poids a augmenté de 86 %.

Selon Jian Ping Gong, ce procédé pourrait être utilisé pour concevoir des matériaux convenant à diverses applications, comme les exosuits souples pour les patients présentant des lésions osseuses qui deviennent plus résistantes à l’usage. D’autres usages moins pacifiques pourraient être envisagés. En 2016, le laboratoire de biodesign de Harvard avait présenté son modèle d’exosquelette léger. Son Soft ExoSuit avait été développé dans le cadre d’un contrat de 2,9 millions de dollars avec la DARPA (programme Warrior Web).

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