Reproduire la mécanique des objets qui combine une douceur extrême dans tous les états de déformation possibles, et un raidissement important induit par la contrainte, est extrêmement difficile pour les scientifiques travaillant avec des matériaux synthétiques.
Des chercheurs du CNRS, de l’Université de Haute-Alsace, de l’ESRF, de l’Université de Caroline du Nord et de l’Université Akron (US) ont cherché à reproduire la mécanique des tissus vivants avec leurs caractéristiques optiques telles que le mécanochromisme (propriété d’un matériau de changer de couleur par application d’une action mécanique) avec des élastomères synthétiques . Ils ont synthétisé un polymère qui se comporte comme les tissus biologiques sur le plan mécanique, et possède les mêmes propriétés optiques que la peau des caméléons.
De nouveaux élastomères en forme de” brosse” ont été conçus pour imiter le comportement de contrainte-déformation des tissus biologiques. Les polymères en question contiennent trois blocs chimiquement différents. La partie centrale est composée d’un polymère linéaire à base d’acrylates. Sur celui-ci viennent se greffer des chaînes d’un polymère siliconé, le polydimethylsiloxane (PDMS). La concentration réduite des enchevêtrements de chaînes de polymères, par rapport aux polymères linéaires classiques, permet de fabriquer des systèmes ultra-doux tout en conservant une certaine souplesse, sans solvant, à base de ces macromolécules en forme de brosse.
A chaque extrémité de la partie centrale, les scientifiques ont ajouté des polymères linéaires, blocs terminaux constituées de poly (méthacrylate de méthyle) ou PMMA. A température ambiante, ces blocs s’auto-assemblent en sphères nanométriques pour former un réseau de “noeuds”. Sur le plan optique, ces sphères se comportent comme un réseau de diffraction pour la lumière : le matériau prend une couleur qui dépend de la distance entre deux nœuds. La nature élastique des « brosses » permet de faire varier ces distances : le matériau peut donc changer de couleur sous l’effet d’une contrainte mécanique.
Ce matériau biocompatible pourrait ouvrir la voie à une nouvelle génération d’implants biologiques mous entièrement compatibles mécaniquement avec les tissus environnants et possédant un mécanisme mécanochimique semblable à la peau.
Source: http://www.esrf.eu – 29/03/18