Des joints à l’élasticité variable permettent un pliage compact, par exemple pour une tente. | Illustration: Anja Giger

MÉCANIQUE

L'insecte champion d'origami

Le perce-oreille peut déplier ses ailes d’une seule impulsion, multipliant leur surface par dix. Elles restent en position sans qu’aucun muscle ne soit requis. André Studart de l’ETH Zurich a montré que ces propriétés sont dues à une disposition complexe de joints plus ou moins épais et élastiques. Son équipe a produit un prototype artificiel qui pourrait trouver des applications potentielles dans l’électronique pliable, les voiles solaires des sondes spatiales ou encore des tentes de camping.

Des couleurs structurelles pourraient remplacer les pigments d’impression. | Illustration: Anja Giger

ENCRE

Mettez un perroquet dans votre imprimante

La couleur d’une encre est déterminée par la structure chimique des pigments. Mais il existe également des couleurs dites structurelles qui résultent des propriétés de la surface de matériaux à l’échelle nanométrique. Dans la nature, la plupart de ces teintes sont iridescentes (elles varient en fonction de l’angle de vue), mais pas chez certaines libellules ou chez le perroquet Ara bleu. Un projet du Pôle national de recherche «Matériaux bio-inspirés» mené par Frank Scheffold veut ainsi développer des encres d’impression de nouvelle génération, plus durables qu’avec des pigments conventionnels.

Des fragments d’ADN s’assemblent pour étouffer une tumeur. | Illustration: Anja Giger

MÉDICINE

Un filet d’ADN piège les métastases

La double hélice d’ADN encode l’information génétique mais s’avère également être un matériau versatile, qui peut notamment s’auto-assembler en des structures complexes. Les neutrophiles – des cellules immunitaires – excrètent leur propre ADN pour constituer un filet capable d’étouffer bactéries et levures pathogènes. Curzio Rüegg de l’Université de Fribourg travaille à répliquer ce phénomène pour s’attaquer aux métastases cancéreuses. Le piège serait dirigé contre les cellules malignes dormantes, qui échappent souvent aux thérapies conventionnelles.

Les nano-piliers d’une surface antibactérienne déchirent la membrane des microbes. | Illustration: Anja Giger

ANTIBIOTIQUES

La cigale antibactérienne

Il y a quelques années, on découvrait l’étonnant mécanisme de défense d’une cigale australienne: ses ailes sont couvertes de nano-piliers qui déchirent la membrane des bactéries. Qun Ren de l’Empa réplique ces surfaces avec des polymères nanostructurés. Elle a optimisé la taille et la densité idéale des nano-piliers pour développer des surfaces antibactériennes qui viennent à bout de microbes résistants aux ailes de la cigale.

Ce revêtement de panneaux solaires laisse passer plus de lumière et augmente leur efficacité. | Illustration: Anja Giger

PHOTOVOLTAÏQUE

Un panneau solaire tel l’oeil du papillon

Les yeux des papillons de nuit possèdent une surface nanostructurée anti-réfléchissante afin de laisser passer la moindre lueur. Elle pourrait s’avérer utile pour les panneaux solaires: le revêtement transparent qui les protège réfléchit une partie du rayonnement solaire et diminue d’autant l’efficacité des installations. Yves Leterrier de l’EPFL étudie le potentiel de polymères composites comme revêtement de panneaux solaires qui gagnent ainsi légèrement en efficacité.

Une onde de pression déclenche une réaction chimique dans un nanoréacteur. | Illustration: Anja Giger

CHIMIE

Micro-organismes et nanoréacteurs

Certains dinoflagellés (des unicellulaires aquatiques) sont bioluminescents: ils scintillent en réaction à un choc mécanique, comme lors d’une attaque d’un prédateur, l’arrivée d’une vague ou de remous produits par un nageur. La pression ouvre des canaux dans de petits compartiments intracellulaires remplis d’enzymes luminescentes. Des protons peuvent alors entrer et déclencher la réaction. Nico Bruns cherche à reproduire ce phénomène et envisage des nanoréacteurs biochimiques contrôlables par l’application de forces mécaniques, un travail initié à l’Institut Adolphe Merkle de Fribourg.