L'activité répétée porte sur les actionneurs robotiques souples, mais les pièces mobiles de ces machines doivent être fiables et faciles à réparer. Désormais, une équipe de chercheurs dispose d'un polymère biosynthétique, sur le modèle des anneaux de calamars, qui est auto-cicatrisante et biodégradable, créer un matériau non seulement bon pour les actionneurs, mais aussi pour les combinaisons de protection contre les matières dangereuses et d'autres applications où de minuscules trous pourraient constituer un danger.

"Les matériaux auto-cicatrisants actuels ont des défauts qui limitent leur application pratique, comme une faible force de guérison et de longs temps de guérison (heures), " le rapport du chercheur dans le numéro d'aujourd'hui de Matériaux naturels .

Les chercheurs ont produit des protéines synthétiques à haute résistance qui imitent celles trouvées dans la nature. Comme les créatures sur lesquelles ils sont modelés, les protéines peuvent s'auto-guérir à la fois des dommages mineurs et visibles.

"Notre objectif est de créer des matériaux programmables auto-cicatrisants avec un contrôle sans précédent sur leurs propriétés physiques en utilisant la biologie synthétique, " a déclaré Melik Demirel, professeur de sciences de l'ingénieur et de mécanique et titulaire de la chaire Lloyd et Dorothy Foehr Huck en matériaux biomimétiques.

Les machines robotisées issues de bras robotiques industriels et de jambes prothétiques ont des articulations qui bougent et nécessitent un matériau souple qui s'adaptera à ce mouvement. Il en va de même pour les ventilateurs et les équipements de protection individuelle de toutes sortes. Mais, tous les matériaux soumis à un mouvement répétitif continu développent de minuscules déchirures et fissures et finissent par se briser. En utilisant un matériau auto-cicatrisant, les petits défauts initiaux sont réparables avant qu'une défaillance catastrophique ne s'ensuive.

L'équipe de Demirel crée le polymère d'auto-guérison en utilisant une série de répétitions en tandem d'ADN composées d'acides aminés produits par duplication de gènes. Les répétitions en tandem sont généralement de courtes séries de molécules agencées pour se répéter un certain nombre de fois. Les chercheurs fabriquent le polymère dans des bioréacteurs bactériens standard.

« Nous avons pu réduire une période de guérison typique de 24 heures à une seconde afin que nos robots souples à base de protéines puissent désormais se réparer immédiatement. " a déclaré Abdon Pena-Francelsch, auteur principal de l'article et ancien doctorant du laboratoire de Demirel. "Dans la nature, l'auto-guérison prend beaucoup de temps. Dans ce sens, notre technologie surpasse la nature."

Le polymère auto-cicatrisant guérit avec l'application d'eau et de chaleur, bien que Demirel ait dit qu'il pouvait aussi guérir en utilisant la lumière.