Le professeur Chao Wang, enseignant en chimie et chercheur en polymères à l’université de Californie a contribué à la création d’un polymère super-extensible et autoréparable, qui intéresse particulièrement la robotique. Avec des collègues de l’université Stanford, de celle de Nanjing en Chine et d’autres institutions, il a mis au point un polymère synthétique qui possède des propriétés étonnantes. Dans un article récent publié dans Nature Chemistry, les chercheurs ont décrit un matériau capable de s’étirer jusqu’à 100 fois sa dimension originelle, puis de revenir à son état initial. Et qui, coupé ou perforé, peut recouvrer sa condition d’origine. Un matériau rêvé pour fabriquer des « muscles » pour les robots…
 
Ces qualités semblent futuristes, mais selon Wang, elles sont simplement inspirées de la nature. Des polymères qui se réparent eux-mêmes, utilisant des microcapsules remplies d’agents réparateurs existent par ailleurs déjà, souligne Wang, mais une fois que ces microcapsules sont perforées, des réparations supplémentaires ne peuvent pas avoir lieu, et le matériau ne peut plus s’étirer à son maximum initial.
 

Améliorer les robots en chirurgie grâce aux polymères étirables

 
Pour mettre au point une substance qui puisse se réparer indéfiniment, Wang et ses collègues ont travaillé sur le tissage, processus chimique qui relie de longues chaînes de molécules ensemble en une sorte de nasse. Tandis que le polymère s’étend, ses liens d’hydrogène, relativement faibles et courts se cassent mais ne détruisent pas les liens plus longs et plus forts. Lorsque cesse le stress, les atomes des chaînes courtes se réorganisent pour reformer les liens plus faibles et dynamiques, « guérissant » ainsi le matériau. Du nickel, ajouté au polymère à l’échelle nanomètre, le renforce encore et lui confère une conductivité électrique.
 

Les robots gagneraient en autonomie grâce à leurs muscles en polymères

 
Wang, qui a aussi travaillé sur une peau artificielle et sur des batteries au lithium autoréparables, pense que ce matériau pourrait un jour être utile en robotique. Non seulement il pourrait y avoir des débouchés en chirurgie où des robots plus doux risqueraient moins de blesser les humains, mais ils pourraient imiter de manière plus réaliste les mouvements humains également. Avantage considérable, selon Wang, pour qui les robots deviendraient plus autonomes avec des muscles artificiels contractiles, et se verraient ainsi confier des missions de sauvetage, lorsqu’il est trop dangereux d’y envoyer des hommes, ou pourraient aider à désamorcer des mines.
 
Et ce n’est qu’un début, d’autres applications étant possibles. Dans les écouteurs, par exemple, où les capacités de conductivité de ce polymère pourraient être mises à contribution pour un son plus subtil. De même que les batteries autoréparables auraient des durées de vie et une stabilité améliorées.
 

Patrick Neuville