Grâce à sa capacité à conserver sa forme et à se transformer sous l'effet de la chaleur, ce nouveau type de matériau à cristaux liquides ouvre la voie à de nombreuses applications futures. – Photo : Jorge Vidal/Université Rice
L'étude, publiée le 22 juillet dans la revue scientifique Nature Communications , décrit un nouveau procédé de biosynthèse dans lequel des bactéries sont « induites » à produire des fibres de cellulose, l'un des biomatériaux les plus purs au monde. Il en résulte un biomatériau dont la résistance à la traction atteint 553 mégapascals, surpassant largement celle des polymères conventionnels.
Nouveaux matériaux issus des bactéries et de la biologie synthétique.
Selon une équipe de recherche dirigée par le professeur Muhammad Maksud Rahman (Université de Houston), le nouveau matériau est fabriqué à partir de cellulose produite par des bactéries, mais diffère en ce que les fibres de cellulose ne sont plus formées de manière aléatoire mais sont alignées grâce à un système de rotation biologique spécial appelé « bioréacteur rotatif ».
« Nous avons mis au point une chambre de culture rotative pour orienter le mouvement des bactéries pendant la production de cellulose », explique MASR Saadi, doctorant. « Le contrôle de la direction de croissance accroît considérablement la résistance du matériau tout en préservant sa souplesse, sa transparence et sa flexibilité, à l'instar des bioplastiques. »
Non seulement il est plus durable, mais l'équipe de recherche a également réussi à intégrer des nanocouches de nitrure de bore, permettant au matériau de conduire la chaleur trois fois plus vite que l'échantillon témoin, ouvrant ainsi des applications potentielles dans l'électronique, l'encapsulation thermique et le stockage d'énergie.
De nombreuses applications utiles
Contrairement aux plastiques synthétiques traditionnels, qui provoquent une micropollution et libèrent des substances toxiques comme le BPA et les phtalates, ce nouveau matériau est entièrement biodégradable et facilement personnalisable pour une large gamme d'utilisations telles que l'emballage, les textiles, les matériaux de construction, l'électronique verte et les batteries.
« Ce processus de biosynthèse s'apparente à l'entraînement d'une équipe disciplinée de bactéries », a expliqué Saadi, reprenant une analogie. « Nous les guidons dans une direction précise, et à partir de là, nous créons un produit aux propriétés souhaitées. »
Grâce à sa capacité à conserver sa forme et à se transformer sous l'effet de la chaleur, ce nouveau type de cristal liquide ouvre la voie à de nombreuses applications futures. Parmi les plus prometteuses figurent les robots souples, des machines flexibles capables de ramper, de glisser et de se faufiler dans des espaces étroits sans nécessiter de mécanismes mécaniques complexes.
En médecine, ce matériau peut être utilisé pour créer des stents (supports vasculaires) ou des dispositifs implantables à l'intérieur du corps, flexibles et capables de changer de forme en fonction de la température ou des conditions biologiques, contribuant ainsi à minimiser l'invasivité et à accroître l'efficacité du traitement.
De plus, elles offrent des perspectives prometteuses pour des applications dans les dispositifs électroniques flexibles, les capteurs intelligents et les structures auto-déployables dans l'espace.
Source : https://tuoitre.vn/tao-ra-vat-lieu-moi-ben-nhu-kim-loai-deo-nhu-nhua-2025072215151939.htm
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