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Biomimétisme : des lasers pour imiter la peau des lézards

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Biomimétisme : des lasers pour imiter la peau des lézards

Biomimétisme : des lasers pour imiter la peau des lézards
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Imiter la nature pour mieux innover, c'est ce que font des chercheurs dans le cadre du projet européen Linabiofluid. Ils tentent de reproduire sur des matériaux artificiels, les propriétés exceptionnelles pour le transport de liquide de lézards à corne et de punaises d'Amérique du Sud.

Originaired de zones désertiques d'Amérique du nord, les lézards à corne ont besoin de la moindre goutte d'eau pour survivre. La nature a optimisé un astucieux système leur permettant de recueillir les gouttes de rosée ou de pluie qui tombent sur leur dos. Un mécanisme du plus grand intérêt pour les chercheurs que nous avons rencontrés dont le biologiste Florian Hischen, de la Johannes Kepler University Linz, en Autriche.

"Les lézards que nous étudions ici ont une microstructure sur la peau qui leur permet de faire circuler les liquides très rapidement entre leurs écailles. Entre ces écailles, il y a un système capillaire - un système de canaux - qui transporte le liquide très rapidement et de manière passive vers leur tête. Ils peuvent ensuite, absorber et boire le liquide passé via ce système de canaux jusqu'au coin de leur bouche", explique-t-il.

Une microstructure pour faire circuler les liquides

Outre les lézards, les scientifiques s'intéressent aussi à des punaises d'Amérique du Sud. Un microscope électronique permet de faire apparaître un modèle en trois dimensions de l'enveloppe extérieure de ces animaux à l'échelle du nanomètre.

"Nous avons découvert chez ces insectes que des microstructures encore plus petites sont responsables du transport de sécrétions vers une certaine partie du corps. Ici, se trouvent les glandes qui sécrètent un liquide défensif. La sécrétion produite est transportée par les microstructures jusqu'aux points d'attache de leurs ailes où elle s'évapore et dégage une mauvaise odeur comme mécanisme de défense contre d'éventuels prédateurs", précise Florian Hischen.

Lasers de très haute précision

En Crète, près d'Héraklion, l'institut FORTH participe également à ce projet européen. Les scientifiques sur place sont spécialisés dans les technologies laser. Leur objectif : reproduire sur des matériaux artificiels, les modèles mis en lumière par les biologistes. Ils utilisent des lasers à impulsion courte capables de travailler à l'échelle nanométrique.

Evangelos Skoulas est ingénieur spécialiste des technologies laser : "L__orsque le matériau est percuté par le faisceau laser, cela le force à changer sa structure. Vous pouvez fabriquer des structures en trois dimensions. L'échelle de ces structures, la résolution, va de plusieurs microns - imaginez que vos cheveux font environ 100 microns - jusqu'à quelques dixièmes de nanomètres".

Structures nanométriques en 3D

​Les résultats obtenus sont encourageants selon le coordinateur du projet Emmanuel Stratakis. "Vous pouvez voir cette zone qui a été structurée à certains endroits avec des motifs spécifiques, hydrophiles ou hydrophobes. La combinaison de ces structures peut conduire le liquide dans une certaine direction avec un maximum d'efficacité".

Des tests sont notamment effectués sur de l'acier. Parmi les applications possibles, la confection de pièces micro-mécaniques innovantes, afin de réduire les effets de frottement et donc, l'usure.

Des applications pour les composants micromécaniques

"Si nous avons des composants micro-mécaniques, nous avons deux surfaces qui sont en contact l'une avec l'autre avec un lubrifiant et nous pouvons réduire efficacement le frottement entre ces surfaces en ajoutant un modèle avec des motifs d'une certaine géométrie", explique Emmanuel Stratakis.

De nombreuses autres pistes de recherche sont envisagées pour ces surfaces biomimétiques, de la collecte d'eau en cas de sécheresse jusqu'à des applications dans le domaine biomédical.

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