Des structures molles miniaturisées comme ces méduses ont été obtenues par impression 3D – Ph. T. Bhattacharjee, K. Schulze, W.G. Sawyer, T.E. Angelini, université de Floride
L’impression 3D se lance dans un nouvel univers : celui des matériaux mous ! Grâce aux travaux d’une équipe américaine, une nouvelle technique permet de surmonter un obstacle majeur à l’utilisation des imprimantes 3D. Bien que formidables pour imprimer des objets solides, même miniaturisés, elles ne pouvaient servir pour fabriquer des objets mous. Car imprimer en 3D à partir d’un matériau de consistance molle conduit inévitablement à l’effondrement de l’objet en cours de fabrication.
Ça, c’était avant que l’équipe de Thomas Angelini (université de Floride) ne trouve la parade. Elle a présenté un nouveau concept dans la revue Science Advances (télécharger le PDF) : l’impression 3D dans un gel. Celui-ci, remplaçant l’air, constitue un support pour l’objet mou à fabriquer, qui permet de le tenir en place jusqu’à ce qu’il soit complet.
Le gel supporte l’objet mou en cours d’impression 3D
En pratique, l’aiguille de l’imprimante 3D injecte le matériau mou dans le gel. Constitué de particules microscopiques (7 microns), on dit de ce gel qu’il a une granulométrie extrêmement fine, ce qui permet une grande précision dans l’impression.
À l’emplacement de l’injection, le gel se solidifie rapidement, offrant ainsi un soutien au matériau injecté, qu’il piège de chaque côté. Ainsi, comme l’expliquent les auteurs, cette technique permet d’utiliser comme “encre” une gamme infinie de matériaux souples — silicones, hydrogels, colloïdes et même des cellules vivantes ! — afin de créer des objets en trois dimensions de toutes sortes de formes différentes.
Des méduses et poupées russes miniatures
Pour preuve, l’équipe a généré une série de prototypes très divers à l’aide de la technique du gel : des fines coques fermées imbriquées les unes dans les autres prenant la forme de poupées russes ; des objets tubulaires ramifiés, ainsi que des sortes de petites méduses.
A la fin de l’impression, l’objet est lavé de son gel et le voilà prêt à l’emploi. De quoi espérer obtenir des structures utiles dans le domaine de la bio-ingénierie des tissus, dans l’électronique flexible ou encore dans les matériaux intelligents.
—Fiorenza Gracci
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