Vers un « liquibot », un robot liquide pouvant capter des substances dans l'eau et les acheminer en surface

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Vers un « liquibot », un robot liquide pouvant capter des substances dans l'eau et les acheminer en surface

L’innovation se nourrit régulièrement de l’observation du vivant pour comprendre comment reproduire les forces physiques en jeu dans des phénomènes naturels. C’est en tous cas la démarche qu’ont choisie une équipe de chercheurs du laboratoire de Berkeley et de l'Université du Massachusetts, en s’inspirant de la marche sur l’eau maitrisée par plus de 1200 espèces pour créer un système autonome à base aqueuse, capable de capter un liquide sous l’eau et de le livrer à la surface. Ce principe, qui permettrait à terme de créer un « robot liquide » ou « liquidbot », est présenté dans une étude publiée le 29 novembre 2021 dans Nature Chemistry.

Ici, pas de système électrique et rien, non plus, du robot classique. À la place, des petites gouttelettes ou des sacs ouverts, de deux millimètres de diamètre, qui n’effectuent qu’une seule boucle d’actions : plonger dans un récipient d’eau vers un liquide cible, le récolter, remonter à la surface pour le décharger, et plonger à nouveau. Le processus peut s’effectuer encore et encore, tant que tous les éléments du système sont présents. Cet aspect autonome et continu représente une véritable avancée par rapport aux autres modèles de robot liquide mis au point pour cette même tache, qui ne pouvait l'effectuer qu’une fois.

Pour former les gouttelettes de ce liquidbot, les chercheurs ont utilisé des systèmes diphasiques aqueux (ATPS), qui se sont montrés intéressants dans la captation et le transport de d’autres composants, et dont on peut contrôler la densité donc la flottabilité. Pour contrôler la trajectoire des gouttelettes, les chercheurs ont joué sur un mécanisme similaire à celui qu’ont développé certains insectes. En effet, ceux-ci sont capables soit de grimper sur la déformation de la surface de l’eau qui apparaît au voisinage d’un objet solide – appelée ménisque – par capillarité, soit de s’en éloigner en fonction de la façon dont ils modifient la surface de l’eau.

Une fois rendues plus denses pour qu’elles plongent, puis orientées sur la solution que l’on souhaite leur faire absorber, les gouttelettes se remplissent, ce qui déclenche une réaction générant des bulles d’oxygène qui vont leur permettre de remonter à la surface.

Le processus a également été testé dans le sens inverse, en amenant un composé présent à la surface vers une goutte de produit au centre du récipient d’eau. Selon les auteurs, leur système pourrait être étendu pour une utilisation dans la détection et l’administration de produit chimique

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