Les chercheurs de l’Institut de technologie du Massachussetts (MIT) viennent de démontrer qu'il est possible de modifier la taille et les propriétés mécaniques et chimiques d’un objet imprimés en 3D, grâce à des polymères sensibles à la lumière.
Un objet capable de se métamorphoser quand il est illuminé ? Ce n’est pas de la magie, mais un projet de recherche baptisé "fabrication additive vivante" de l’Institut de technologie du Massachussets (MIT). Les chercheurs ont mis au point une technique permettant de modifier un objet imprimé en 3D.
Elle consiste à ajouter au matériau de nouveaux polymères mis au point par les chercheurs. Lorsque ces polymères sont éclairés par des LED bleues, ils modifient la composition chimique et les propriétés mécaniques du matériau. Ils peuvent aussi être utilisés pour fusionner plusieurs pièces imprimées en 3D. "L’idée est d’imprimer un objet pour pouvoir ensuite le transformer ou l’étendre grâce à la lumière", résume Jeremiah Johnson, professeur de chimie au MIT et auteur de l’article sur ce projet publié dans la revue ACS Central Science.
Les chercheurs du MIT avaient élaboré une première version de cette technique en 2013. Après impression, ils utilisaient les rayons UV pour briser certains polymères, créant des molécules très réactives appelées radicaux libres. Un procédé qui permettait de transformer la pièce à l’infini, mais qui endommageait le matériau et était incontrôlable car les molécules étaient trop réactives.
Polymères comme des accordéons
Les polymères qu’ils ont récemment élaborés réagissent aussi à la lumière, mais d’une manière légèrement différente. Chaque polymère contient des composés chimiques qui se comportent comme des accordéons. Ces composés chimiques, baptisés TTC, s’activent à la lumière. Lorsqu'une LED bleue éclaire le polymère, de nouveaux monomères se créent. Résultat : le matériau s’étend.
Les chercheurs peuvent aussi incorporer des monomères qui modifient les propriétés mécaniques d'un matériau, comme la raideur, et ses propriétés chimiques, comme l'hydrophobie (la non-solubilité dans l’eau).
Cette technologie est prometteuse car elle permettrait de concevoir des objets encore plus complexes grâce à l’impression 3D. Mais elle n’est pas sans contrainte. Les polymères nécessitent un environnement sans oxygène pour pouvoir être activés. Les chimistes du MIT cherchent donc d’autres catalyseurs qui pourraient être utilisés en présence d’oxygène.
Ce n’est pas le premier projet du MIT sur la transformation des matériaux une fois imprimés. Dans une vidéo TED de 2013 (à voir ci-dessous), Skylar Tibbits, directeur de recherches au MIT Self Assembly Lab expose le concept d’impression 4D, qu’il définit comme la capacité des matériaux à pouvoir se métamorphoser une fois imprimé.