Une équipe de chercheurs s’est inspirée de la capacité des caméléons à changer de couleur pour mettre au point une technique durable de 3D-printing. Cette méthode permet de créer des couleurs dynamiques multiples à partir d’une seule encre.
La nature regorge de phénomènes fascinants qui inspirent régulièrement la science. Dans ce cas précis, c’est le caméléon et sa remarquable capacité à changer de couleur qui ont servi de muse à une équipe de chercheurs de l’Université de l’Illinois Urbana-Champaign.
Sous la direction de Ying Diao, professeure associée en chimie et en génie chimique et biomoléculaire, et chercheuse à l’Institut Beckman pour la Science et la Technologie Avancée, ces scientifiques ont développé une technique permettant de moduler la couleur structurelle durant le processus d’impression, en ajustant la lumière pour contrôler l’assemblage évaporatif de polymères réticulants spécialement conçus.
Collaboration et Innovation
La réussite de ce projet est le fruit d’une collaboration étroite entre experts. Damien Guironnet, coauteur de l’étude et professeur associé en génie chimique et biomoléculaire, souligne l’importance de cette synergie : « Ce travail est une excellente illustration de la puissance de la collaboration ».
L’approche d’impression 3D directe assistée par UV mise au point par l’équipe de Diao permet de modifier la couleur structurelle en temps réel, une prouesse qui n’était pas possible auparavant.
Des Couleurs Plus Vibrantes et Durables
Contrairement aux couleurs traditionnelles issues de pigments ou de colorants chimiques qui absorbent la lumière, les couleurs structurelles, courantes dans de nombreux systèmes biologiques, proviennent de surfaces nano-texturées qui interfèrent avec la lumière visible. Sanghyun Jeon, auteur principal de l’étude et étudiant diplômé dans le laboratoire de Diao, explique que cela confère aux couleurs une vibrance accrue et une durabilité potentielle.
L’équipe de recherche est capable de produire des couleurs structurelles dans le spectre de longueur d’onde visible allant du bleu profond à l’orange, en utilisant une seule encre et en modifiant sa méthode d’impression pour créer un dégradé de couleur.
Un Système Conçu au Niveau Moléculaire
La collaboration interdisciplinaire a été clé dans la conception de ce système innovant. Simon Rogers et Charles Sing, coauteurs de l’étude et professeurs associés en génie chimique et biomoléculaire ainsi qu’en science et ingénierie des matériaux, mettent en avant l’importance de l’apprentissage mutuel et du partage des défis rencontrés.
« Seulement en travaillant ensemble avons-nous pu concevoir ce système au niveau moléculaire pour obtenir de telles propriétés fascinantes », affirme Sing. Cette avancée illustre parfaitement comment la combinaison de compétences et de connaissances variées peut mener à des innovations significatives.
Cette recherche ne se contente pas de repousser les frontières de l’impression 3D, elle ouvre également la voie à des applications plus écologiques et durables dans le domaine des matériaux et de la fabrication. Un bel exemple de la manière dont la science peut s’inspirer de la nature pour créer des technologies respectueuses de notre environnement.
Légende illustration : Inspirés par les capacités de changement de couleur des caméléons, les chercheurs ont mis au point une encre dynamique et durable qui change de couleur, comme le montre cette illustration de caméléon imprimée en 3D par l’équipe de recherche. (Image : Sanghyun Jeon, Diao Lab)
L’étude est publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences. : Direct-Ink-Write Crosslinkable Bottlebrush Block Polymers for On-the-fly Control of Structural color – DOI: doi:10.1073/pnas.2313617121
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