Un « métamatériau » à mémoire de forme

Voilà un nouveau matériau étonnant. Totalement artificiel puisqu’élaboré par des chercheurs de l’université de Cornell, il se présente sous la forme d’un gel possédant la propriété de mémoire de forme. Cette propriété présente la particularité de s’exprimer en milieu liquide. Composé d’un maillage de molécules organiques, la structure de ce « métamateriau » consiste en des brins d’ADN synthétiques entrelacés à la façon de nids d’oiseau d’environ un micromètre de diamètre. Ces boules d’ADN proposent de fins espaces capables d’absorber de l’eau à la façon d’une éponge, ce qui fait gonfler l’ensemble.

Ces enchevêtrements d’ADN ont été obtenus par hasard. Les scientifiques tentaient de fabriquer un hydrogel exclusivement formé d’ADN. En mélangeant l’ADN synthétique avec des enzymes permettant à l’ADN de s’auto-répliquer en longues chaines, ils espéraient fabriquer un hydrogel sans liens. C’est alors qu’ils ont observé la création de ces structures en nids d’oiseau, formant un réseau en trois dimensions.

Autre curiosité : alors que ce gel s’écoule comme un liquide, quand il est plongé dans l’eau, il reprend la forme du moule à l’intérieur duquel il a été fabriqué ! Si à ce jour, la façon dont ce gel retrouve sa forme initiale n’est pas bien comprise, les chercheurs ont quand même leur théorie : les forces élastiques qui maintiennent la forme sont si faibles que l’association des phénomènes de tensions de surface et de la gravité suffirait à les briser. En revanche, plongé dans l’eau, les tensions de surface sont quasi-nulles et la flottabilité annule la gravité. 

Un tel gel pourrait trouver de nombreuses applications dans le milieu médical. Chargé de médicament, il permettrait de combler une blessure. Autre exemple, ce métamatériau pourrait servir de matrice 3-D pour la repousse de tissus. Un des concepts déjà validé est l’interrupteur à eau. Chargé en particules métalliques de façon à être conducteur, le gel est placé dans un tube entre deux éléments électriques. Dans l’eau, il se rétracte et empêche le courant de passer. En dehors de l’eau, il redevient liquide, remplit le tube et recrée le contact.

 

Par Audrey Loubens, journaliste scientifique