La grande pieuvre aux anneaux bleus, connue pour ses changements cutanés rapides, a inspiré des chercheurs de l’Université de Californie à Irvine (UCI) à développer une nouvelle plate-forme technologique qui imite les motifs dynamiques de la peau de la pieuvre.
Cette innovation a des applications potentielles dans divers domaines, notamment l’armée, la médecine, la robotique et l’énergie durable. C’est détaillé dans une étude récente publiée dans la revue Communications naturelles.
Objet de la recherche
« Les plates-formes multifonctionnelles capables de moduler dynamiquement leur couleur et leur apparence ont attiré l’attention pour des applications aussi variées que l’affichage, la signalisation, le camouflage, la lutte contre la contrefaçon, la détection, l’imagerie biomédicale, les économies d’énergie et la robotique », expliquent les auteurs.
« Dans ce contexte, le développement de systèmes de camouflage dotés de propriétés spectroscopiques et fluorescentes réglables couvrant les régions spectrales ultraviolette, visible et proche infrarouge est resté extrêmement difficile en raison de matériaux et d’exigences de conception de dispositifs souvent concurrents. »
L’invention de l’équipe devrait bénéficier de propriétés fluorescentes et spectroscopiques ajustables, d’une facilité de fabrication et d’une évolutivité sur de vastes zones, couvrant potentiellement les véhicules, les panneaux d’affichage et les bâtiments.
Grande pieuvre aux anneaux bleus
La grande pieuvre aux anneaux bleus (Hapalochlaena lunulata), originaire des océans Pacifique occidental et Indien, utilise ses motifs cutanés distincts pour se défendre et communiquer.
Grâce à ses anneaux bleus, la pieuvre peut éloigner les prédateurs. Ces anneaux bleus scintillants, qui se détachent sur le fond brun de la peau de la créature, ont retenu l’attention des chercheurs.
Des capacités fascinantes
Le co-auteur principal Alon Gorodetsky, professeur de génie chimique et biomoléculaire à l’UCI, a exprimé sa fascination pour les capacités de changement de peau de la pieuvre.
« Nous sommes fascinés par les mécanismes qui sous-tendent la capacité de la pieuvre aux anneaux bleus à changer rapidement ses marques cutanées entre les états cachés et exposés », a-t-il déclaré.
« Pour ce projet, nous avons travaillé pour imiter les capacités naturelles de la pieuvre avec des dispositifs fabriqués à partir de matériaux uniques que nous avons synthétisés dans notre laboratoire. Le résultat est un système de tromperie et de signalisation inspiré de la pieuvre, simple à fabriquer et qui fonctionne longtemps lorsqu’il est utilisé. en continu, et peut même se réparer lorsqu’il est endommagé.
Design unique
La conception de leur création implique un film mince avec des cercles bleus et bruns ressemblant à la peau de la pieuvre, pris en sandwich entre une électrode transparente conductrice de protons et une membrane acrylique, avec une autre électrode en dessous.
Les chercheurs ont utilisé des acènes, des composés organiques constitués de cycles benzéniques fusionnés linéairement, dans leur innovation au niveau moléculaire.
Co-auteur principal Preeta Pratakshya, récente doctorante. diplômé du département de chimie de l’UCI, a expliqué l’importance de ces composés.
« Nos molécules de type nonacène sont exceptionnelles parmi les acènes car elles peuvent survivre des années de stockage dans l’air et plus d’une journée d’irradiation continue avec une lumière vive dans l’air. Aucun autre acène expansé ne présente cette stabilité combinée à long terme dans des conditions aussi difficiles.
Des performances remarquables
Gorodetsky a souligné l’importance des molécules utilisées dans la couche colorée, contribuant aux propriétés spectroscopiques réglables de l’appareil et à la facilité de fabrication. Il a également mentionné la collaboration avec Sahar Sharifzadeh, professeur à l’Université de Boston, qui a démontré que les propriétés de ces molécules peuvent être prédites par ordinateur, ouvrant la voie à la conception d’autres technologies de camouflage.
Lors de tests en laboratoire, les dispositifs bioinspirés ont montré qu’ils pouvaient changer d’apparence plus de 500 fois avec une dégradation minimale et des capacités d’auto-réparation.
Des applications passionnantes
Gorodetsky a noté l’efficacité de l’invention sur le spectre ultraviolet, visible et proche infrarouge, qui pourrait être utilisé à des fins de camouflage ou de signalisation.
« La robustesse photophysique et l’aptitude générale au traitement de notre molécule de type nonacène – et vraisemblablement de ses variantes – ouvrent des opportunités pour de futures recherches sur ces composés dans le contexte des systèmes optoélectroniques traditionnels tels que les diodes électroluminescentes et les cellules solaires », a-t-il conclu, soulignant le potentiel de cette technologie bio-inspirée pour révolutionner diverses industries et applications.
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