Des plastiques qui dansent

10 octobre 2017

Résultats scientifiques Polymères

Des chercheurs de l’Institut des sciences moléculaires (CNRS/Université Bordeaux/Bordeaux INP) viennent de mettre au point un nouveau type d’actionneur à base de polymères conducteurs. L’originalité du travail ? Pour la première fois, il est possible de déclencher par voie électrochimique une déformation réversible d’un plastique à distance. Ce processus, qui se déroule sans aucune connexion physique, permet d’actionner beaucoup d’objets simultanément, d’où des applications potentielles dans le domaine de la micromécanique ou de la robotique qui nécessitent une action à distance. Ces travaux sont parus dans la revue Angew. Chem.

Mettre en action des objets de façon contrôlée pour effectuer certaines tâches a son importance pour des domaines d’application comme la conception de muscles artificiels. Plusieurs approches basées sur l’utilisation de polymères conducteurs sont actuellement explorées mais malheureusement, le déclanchement de l’action par voie électrochimique nécessite toujours une connexion physique, c’est-à-dire un câble qui relie le polymère à une source d’électricité. Les scientifiques cherchent donc des modes alternatifs pouvant provoquer à distance une action mécanique du polymère à l’image de ce qui est très courant dans des systèmes vivants comme les muscles.

Les chercheurs de l’Institut des sciences moléculaires montrent pour la première fois, qu’il est possible de générer le mouvement d’un objet à base d’un polymère conducteur en utilisant une approche originale appelée « électrochimie bipolaire ». Les objets sont placés dans un champ électrique, qui va conduire à leur polarisation. Ils montrent alors une différence de charge aux extrémités : l’une présente un excès, l’autre un déficit. Cette polarisation est suffisamment importante pour que des réactions chimiques opposées puissent avoir lieu à chaque extrémité, puisque chacune présente maintenant des caractéristiques antagonistes. Ainsi, à une extrémité l’objet va se réduire et à l’autre s’oxyder simultanément, conduisant à la déformation asymétrique de sa structure et par conséquent provoquant son mouvement. L’amplitude de cette déformation réversible peut être contrôlée par la différence de potentiel appliquée entre les deux électrodes.

L’avantage de ce concept : aucun câblage n’est nécessaire pour induire le mouvement et il est donc possible d’actionner une multitude d’objets en parallèle. Plusieurs applications sont envisageables comme la conception de muscles artificiels, ou pour une utilisation dans le domaine de la robotique qui nécessite une action à distance.