Avec un petit zap d'électricité, Les ingénieurs biomédicaux de la Michigan Technological University font passer un prototype de colle intelligente sous-marine de collant à non en sept secondes.

Activer et désactiver l'adhérence est ce qui rend une colle intelligente. C'est une chose de le faire à l'air libre et une autre sous l'eau. Inspiré par la nature, les catéchols sont des composés synthétiques qui imitent les protéines humides mais toujours collantes sécrétées par les moules et offrent la promesse d'adhésifs intelligents qui fonctionnent dans l'eau. La technologie pourrait aider avec la colle sous-marine, pansements, attachements prothétiques ou même la fabrication de pièces automobiles et dans d'autres fabrications.

Bruce Lee, professeur agrégé de génie biomédical à Michigan Tech, fait partie du programme Young Investigator (YIP) de l'Office of Naval Research (ONR) et a montré comment utiliser le pH pour fabriquer des adhésifs sous-marins intelligents. Avec le doctorant Saleh Akram Bhuiyan, Lee a développé une nouvelle méthode utilisant un courant électrique pour désactiver l'adhérence d'un matériau contenant du catéchol.

Les conclusions de l'équipe sont sorties dans le Journal de l'American Chemical Society et a détaillé la partie la plus collante du processus :créer un test de mécanique de contact reproductible qui peut mesurer l'adhérence avant et après une secousse électrique.

"Beaucoup de gens utilisent le catéchol pour imiter les moules et leurs protéines adhésives, mais appliquer de l'électricité pour le désactiver est nouveau, " Lee a déclaré. " C'est plus pratique que d'utiliser le pH comme ce que nous utilisions auparavant et il devrait être plus facile à intégrer avec des appareils électroniques, ce qui signifie que le détachement pourrait être automatisé et pourrait être aussi simple que d'appuyer sur un bouton."

Un jour, les adhésifs au catéchol pourraient aider à fixer l'équipement aux coques des sous-marins, mais tester des prototypes dans des équipements de plongée n'est pas la façon dont une nouvelle technologie est créée. Au lieu, Lee et Bhuiyan doivent contrôler une suite de variables dans un petit espace de laboratoire. Aussi simple que cela puisse paraître, faire passer un courant à travers un matériau et vérifier son adhérence est en fait assez difficile à faire encore et encore.

Bhuiyan a développé une configuration qui utilise une sphère en titane et une électrode en fil de platine pour appliquer une stimulation électrique à l'adhésif qui est en contact avec la sphère en présence d'eau salée. Cette méthode permet de contrôler facilement la tension appliquée à travers le fil, la colle et la sphère ainsi que la salinité de l'eau qui les entoure. La durée d'exécution du courant est également importante. Avec plus de temps, tension et sel, plus les colles catéchol s'oxydent et moins elles deviennent adhésives. Avec une tension assez forte, la colle se détache en seulement sept secondes.

"La nouveauté est l'application de l'électricité et le peu de temps qu'il faut pour se détacher, " dit Bhuiyan. " Ce que je trouve le plus inhabituel dans l'expérience, c'est le changement de couleur. Il démarre blanc et quand j'applique l'électricité et que le matériel est désactivé, il s'oxyde et prend une couleur rouge, et nous aimons vraiment voir cette couleur rouge."

La prochaine étape de la recherche consistera à prendre ce rouge et à essayer de le redevenir blanc. La caractéristique d'une colle intelligente n'est pas seulement de désactiver l'adhérence, mais en le rallumant. Lee et la doctorante Ameya Narkar ont pu accomplir cet exploit en jouant avec le pH, qui leur a valu le Bhakta Rath Research Award, et Bhuiyan espère appliquer les leçons de cette recherche à l'utilisation du courant électrique.

Des pansements indolores à la colle sous-marine, de l'équipement automobile aux membres prothétiques, les adhésifs contenant du catéchol sont des matériaux polyvalents et prometteurs.