Des agents « dormants » pour une impression 3D évolutive

L’impression 3D par photopolymérisation permet de produire rapidement des objets 3D complexes pouvant aller de la centaine de nanomètres à plusieurs mètres. Cependant, la plupart des objets élaborés possèdent des formes et des fonctionnalités limitées et figées dans le temps. Peut-on et, si oui, comment donner vie à de tels objets ? En reconfigurant par exemple, via un stimulus extérieur comme la lumière, leurs surfaces et donc leurs propriétés.

C’est ce que viennent de réaliser des scientifiques de l’Institut de science des matériaux de Mulhouse (CNRS/Université de Haute Alsace) et de l’Institut de chimie radicalaire (CNRS/Aix-Marseille Université). Pour cela, ils ont tout d’abord remplacé la première étape de photopolymérisation, où les chaines polymères formées sont dites « mortes », par une polymérisation radicalaire contrôlée pour produire des chaînes polymères dites «vivantes». Elles comportent en effet un « agent dormant » qui peut être réactivé par un stimulus extérieur comme la lumière. Une fois l’objet réalisé, il est dès lors possible d’induire une nouvelle photopolymérisation à la surface de l’objet. Le système acquiert ainsi de nouvelles fonctionnalités en fonction des besoins. Mais cette approche restait jusqu’à maintenant limitée à des dispositifs expérimentaux de laboratoire.

Récemment, ces équipes sont parvenues à étendre cette stratégie de synthèse à des procédés d’impression 3D commerciaux pour la fabrication d’objets de dimensions nanométriques à centimétriques. Comment ? En simplifiant les synthèses multi-étapes des agents dormants qui donnent le caractère adaptatif aux objets fabriqués. Cette nouvelle méthode repose sur la formation des agents dormants directement au cours de l’étape d’impression. Par sa simplicité de mise en œuvre et sa compatibilité avec les imprimantes commerciales, ces travaux ouvrent la voie vers une démocratisation de la photopolymérisation radicalaire contrôlée dans le domaine de l’impression 3D.

Rédacteur : CCdM