Un nouveau gel imprimé en 3D et auto-réparant ouvre des perspectives en microfluidique

Des chercheurs américains ont élaboré un hydrogel composé à la fois solide et malléable. Imprimé en 3D, celui-ci pourrait s'avérer très utile pour la construction de robots "délicats" et de mini-laboratoires utilisant la microfluidique.

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Un nouveau gel imprimé en 3D et auto-réparant ouvre des perspectives en microfluidique
Des briques d'hydrogel intégrant des structures microfluidiques pourraient faciliter la fabrication de "laboratoires sur puce" (c) Wong Lab / Brown University

Après avoir soigneusement coupé la queue de leur salamandre en hydrogel, les chercheurs de l’université de Brown, aux Etats-Unis, n’ont rien eu d’autre à faire qu’attendre et ajouter quelques ions pour voir celle-ci se recoller.


En ajoutant une solution ionique, les deux morceaux de la queue de la salamandre en hydrogel se sont recollés (c) Wong Lab / Brown University

Les scientifiques ont en effet développé un nouveau matériau qui, selon eux, pourrait donner une impulsion à la soft robotics (robotique "molle"). Ce nouvel hydrogel (un gel qui gonfle au contact de l’eau) imprimé en 3D est constitué de deux polymères distincts. L’un a des liaisons covalentes qui lui confèrent solidité et intégrité, tandis que les liaisons ioniques de l’autre lui permettent plus de flexibilité. En faisant varier la concentration en ions dans l'environnement, le gel devient capable de comportements dynamiques :il peut se tordre, se plier, saisir ou encore se recoller tout seul.

Ces caractéristiques en font un matériau prometteur pour la robotique. Il pourrait par exemple permettre de concevoir des robots pouvant saisir des objets ou êtres vivants délicats sans les abîmer ou les blesser.

Des applications dans la microfluidique

Mais ce n'est pas tout ! Les chercheurs pensent aussi que cette découverte pourrait faciliter le déploiement de technologies à base de microfluides. Ces "laboratoires sur puce" - soit des structures miniaturisées pouvant effectuer des tâches ayant habituellement lieu en laboratoire - peuvent avoir de nombreux usages, surtout en médecine, aussi divers que la création éclair d’un test de dépistage d’Ebola, un traitement pour le cancer, le séquençage de l’ADN, ou l’évaluation de la toxicité d’un médicament… Mais leur conception nécessite la construction de réseaux de canaux et cavités microscopiques, jusqu’ici difficile.

Le nouveau gel pourrait simplifier ce processus grâce à ses caractéristiques structurelles mais aussi par le fait qu'il est facilement imprimable en 3D. Les scientifiques imaginent déjà la construction de briques empilables, similaires à des LEGO, intégrant des "architectures microfluidiques complexes". En les assemblant, on peut imaginer rendre la construction de ces laboratoires miniatures beaucoup plus simple et rapide à mettre en œuvre. Les créateurs de l'hydrogel travaillent encore à rendre leurs polymères plus solides et fonctionnels.

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