Lien vers ce message 04 Octobre 2015, 14:41
En forme de requin ou de raie manta, ces robots microscopiques pourraient un jour nous soigner.

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Ces micro-robots en forme de poissons deviennent fluorescents lorsqu'ils neutralisent une toxine. W. Zhu and J. Li, UC San Diego Jacobs School of Engineering

Par Audrey Boehly Publié le 01-10-2015 à 10h03 sciencesetavenir.fr

DESIGN. Ces poissons n'ont pas vocation à atterrir dans votre assiette... mais plutôt dans votre circulation sanguine. De l'épaisseur d'un cheveu, ces robots nageurs microscopiques ont été conçus par des ingénieurs de l'université de Californie (Etats-Unis). Leur design élaboré tranche avec celui des micro-machines existantes, dont la forme généralement sommaire (souvent sphérique ou cylindrique) limite le champ d'action. Pour produire cette nouvelle génération de robots miniatures, les scientifiques ont utilisé une technique d'impression 3D ultra-sophistiquée. D'une grande précision, cette méthode leur permet d'adapter à loisir la forme des micro-machines et de les équiper d'outils sur-mesure (micro-foreuse, micro-missile...) afin qu'ils puissent effectuer des taches complexes.

Poisson ou oiseau, l'impression 3D permet de choisir la forme des micro-machines

D'une épaisseur de 30 microns et d'une longueur de 120 microns, le modèle de poisson-robot présenté par les chercheurs dans la revue Advanced Chemistry contient dans sa queue des nanoparticules de platine. Lorsqu'il est immergé dans un bain de peroxyde d'hydrogène, la présence de ces nanoparticules induit un dégagement gazeux qui permet au robot de se propulser. Le micro-robot peut ensuite être orienté à l'aide d'aimants grâce aux nanoparticules d'oxyde de fer logées au niveau de sa tête.

Des nanoparticules de platine sont imprimées sur la queue du poisson-robot pour assurer sa propulsion et des nanoparticules d'oxyde de fer sont positionnées sur sa tête pour qu'il puisse être orienté à l'aide d'aimants. © W. Zhu and J. Li, UC San Diego Jacobs School of Engineering.

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Pour prouver l'efficacité de leur robot nageur comme capteur et comme agent de détoxification, les chercheurs ont incorporé des nanoparticules de polydiacéthylène (PDA) le long de son corps. En se liant avec des toxines (comme celles que l'on trouve dans le venin d'abeille) dispersées en solution, les molécules de PDA neutralisent ces dernières en émettant une lumière rouge par fluorescence. Une mesure de l'intensité lumineuse permet ainsi aux chercheurs d'observer l'action de leur micro-machine. Conclusion : le fait que ces robots miniatures puissent nager les rend beaucoup plus efficace qu'un agent de désintoxication classique affirment les scientifiques.

Une imprimante 3D haute résolution qui contient deux millions de micro-miroirs

Plusieurs centaines de ces micro-poissons peuvent être fabriqués en seulement quelques secondes grâce à une toute nouvelle technique d'impression rapide et haute-résolution appelée "micro-impression optique continue" (μCOP) et développée à l'université de Californie. Sa grande précision est due à ses deux millions de micro-miroirs actionnables individuellement qui permettent de projeter très finement un rayonnement ultra-violet sur une surface. Lorsqu'ils viennent frapper un matériau photosensible, ces rayons UV solidifient ce dernier couche par couche. Au fur et à mesure de l'impression, il est possible d'ajouter des nanoparticules à l'endroit souhaité. "Grâce à notre méthode d'impression 3D, nous ne sommes pas limités à des formes de poisson. Nous pourrons rapidement fabriquer des micro-robots inspirés par d'autres organismes biologiques comme des oiseaux", affirme Wei Zhu, doctorant et co-auteur de la publication. Les applications envisagées pour ces machines miniatures sont nombreuses, en particulier dans le domaine biomédical. D'ailleurs, certaines ont déjà été testées à l'intérieur d'un organisme vivant. "Une possibilité que nous pourrions explorer est celle d'encapsuler des médicaments à l'intérieur des micro-poissons et de les utiliser pour transporter les principes actifs jusqu'à leur cible", explique Jinxing Li, l'autre co-auteur de la publication. Le doctorant espère même un jour concevoir un micro-robot chirurgien surpassant l'homme en précision.
 

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