Des chercheurs de Kiel ont réussi à lier deux matériaux antiadhésifs entre eux et de façon stable à l’aide de la nanotechnologie. Ce procédé purement mécanique offre des perspectives d’utilisation intéressantes en génie biomédical comme solution biocompatible.
La silicone est un matériau antiadhésif par excellence, à très faible tension de surface, comme le téflon, ces deux matériaux étant des matières plastiques de synthèse. Dans les hautes technologies comme le génie biomédical, il existe une forte demande en méthodes innovantes, notamment pour fixer de la silicone sur d’autres matériaux, par exemple, pour des masques respiratoires de nouvelle génération, des implants ou des capteurs de petite taille. Les procédés utilisés pour ce type d’applications médicales devront être sans risque pour la santé. Jusqu’à présent, les matériaux étaient collés entre eux. Néanmoins, les processus chimiques actifs en jeu peuvent également modifier les polymères et même les rendre toxiques dans le pire des cas.
Une équipe de recherche interdisciplinaire de l’Université Christian Albrecht de Kiel vient de mettre au point une nouvelle technologie qui a permis pour la première fois de fixer les deux matériaux antiadhésifs l’un sur l’autre. Des nano-cristaux sont utilisés ici comme crampons adhésifs.
Ces cristaux d’oxyde de zinc, dont la taille varie de plusieurs nanomètres à quelques micromètres, ont la forme d’un tétrapode, avec quatre bras partant d’un point central, et sont aussi flexibles que la fibre optique. Lorsque les polymères sont joints, des cristaux d’oxyde de zinc se répartissent d’abord régulièrement sur une couche de téflon portée à une température plus élevée. Une couche de silicone est alors appliquée. Pour lier les deux matériaux entre eux, ils sont chauffés pendant un peu moins d’une heure à une température d’environ 100 °C. Les crampons adhésifs des tétrapodes correspondent à une technique de liaison purement mécanique. Les chercheurs de Kiel admettent qu’ils sont biocompatibles et qu’ils pourraient également lier tous les autres plastiques.
Les forces de traction sur un bras sortant du tétrapode ont pour effet d’enfoncer les trois autres bras plus profondément dans le matériau. Le tétrapode finit alors par s’ancrer plus solidement. Avec ces nano-crampons, la liaison téflon-silicone résiste à une force de 200 Newton par mètre, soit la force qu’il faut pour arracher un ruban adhésif classique d’une surface en verre. L’effet adhésif des nano-tétrapodes est surprenant lorsque l’on pense que personne n’avait jamais pu faire adhérer du téflon sur de la silicone en l’état actuel des recherches.
Ces résultats devraient maintenant déboucher directement sur des projets d’application pratiques et en recherche fondamentale. Nanoproofed, un partenaire économique local, travaille déjà sur une substance colorante pour marquer des traits sur la silicone. Dans le domaine de la recherche spécialisée, les nano-crampons devraient servir de nouvelle base pour développer des adhésifs biomimétiques, dont l’effet adhésif peut être activé ou désactivé par la lumière.
Informations complémentaires Les travaux financés par la Fondation pour la recherche allemande dans le domaine de recherche spécialisée 677 « Fonction par l’activation » ont été publiés dans la revue spécialisée Advanced Materials . http://www.sfb677.uni-kiel.de/pages_de/index.html
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