Des chercheurs de l’université Rice aux États-Unis ont développé une nouvelle technique d’impression 4D. Grâce à un élastomère à cristaux liquides et des rayons ultraviolets, ils ont simplifié la création des robots mous ou des implants médicaux, capables de changer de forme.

Cela vous intéressera aussi

[EN VIDÉO] Octobot, le premier robot entièrement mou Fabriqué par impression 3D, le robot-pieuvre Octobot conçu en 2016 à l'université d'Harvard est dépourvu d'électronique et de batterie. Il se déplace sous l'effet d'une réaction chimique qui libère un gaz mis sous pression pour servir de propulseur. De tels robots pourraient servir à l'exploration et la surveillance des océans, voire à un usage militaire.

L’impression 4D s'appuie sur une imprimante 3D pour créer des objets capables de changer de forme. Jusqu'à présent, l'un des principaux points faibles était que les états sont prédéfinis, calculés à l'avance en prenant en compte les propriétés des matériaux et la manière dont l'objet est imprimé. Des chercheurs de l'université de Rice ont réussi à créer une nouvelle technique d'impression 4D qui permet de créer une seconde forme en manipulant l'objet avant de le fixer grâce à la lumièrelumière.

La technique repose sur l'utilisation d'un polymèrepolymère qui intègre des liaisons chimiquesliaisons chimiques qui s'excluent mutuellement. Les chercheurs impriment une solution précurseur d’élastomère à cristaux liquides dans un bain catalyseurcatalyseur pour créer la structure initiale. L'étape suivante consiste à déformer l'objet par manipulation mécanique. Ce second état est ensuite fixé par le biais de rayons ultravioletsultraviolets.

L’université Rice a créé une technique d’impression 4D « réactive » qui simplifie la création de matériaux, lesquels changent de forme sous l’effet de la chaleur © Université Rice

Chauffer ou refroidir la structure change sa forme

L'objet obtenu peut ensuite basculer entre les deux formes grâce aux variations de chaleurchaleur, mais également un courant électriquecourant électrique ou une contrainte mécanique. Cette technique d'impression 4D permet donc de créer des matériaux polymorphes qui pourraient être utilisés dans le domaine de la robotique molle, ou encore pour des implantsimplants médicaux qui s'adaptent au corps.

À l'heure actuelle, cette technique ne peut pas imprimer de structures qui ne sont pas soutenues, à cause du matériaumatériau qui est trop mou. L'équipe travaille donc sur un système d'impression qui utilise un échafaudageéchafaudage pour créer des formes plus complexes. Les chercheurs imaginent ainsi créer des robots mous qui nagent comme une méduseméduse ou bondissent comme une sauterellesauterelle.