La nature produit une gamme surprenante de matériaux à motifs, des crêtes sensibles sur le bout des doigts d'une personne aux taches de camouflage d'un guépard. Bien que les modèles de la nature apparaissent spontanément au cours du développement, créer des motifs sur des matières synthétiques est plus laborieux. Maintenant, chercheurs rapportant dans ACS Science centrale ont trouvé un moyen facile de fabriquer des matériaux à motifs ayant des microstructures complexes avec des variations mécaniques, propriétés thermiques et optiques - sans avoir besoin de masques, moules ou imprimantes.

Chez les animaux, des modèles se forment avant la naissance en réponse à des signaux génétiquement contrôlés qui varient souvent en concentration le long d'un gradient. En revanche, les approches de fabrication traditionnelles pour créer des motifs et des structures impliquent plusieurs étapes, comme l'assemblage couche par couche, lithographie, moulage ou moulage. Jeffrey Moore, Nancy Sottos, Philippe Geubelle et ses collègues ont souhaité développer une méthode de structuration spontanée plus proche du processus biologique.

L'équipe a placé une solution de monomère dicyclopentadiène dans un canal, puis a chauffé une extrémité du canal. La chaleur a activé un catalyseur au ruthénium, qui a provoqué la polymérisation du monomère, générant plus de chaleur qui a voyagé dans le canal. Cela a continué jusqu'à ce que tout le monomère disponible dans la région soit consommé. Finalement, la chaleur s'est déplacée plus loin dans le canal jusqu'à un endroit où le monomère frais était présent, et le processus a recommencé.

Avec cette technique, l'équipe a produit des résines avec des stries régulières, et ils ont contrôlé la hauteur et l'espacement des crêtes en ajustant la température initiale de la solution. En utilisant un monomère différent ou en ajoutant d'autres composés à la solution, les chercheurs ont créé des matériaux avec des motifs de couleur et de rigidité. La nouvelle méthode pourrait un jour être utilisée pour créer une variété de nouveaux matériaux "intelligents", des bandes de roulement de pneus ou de chaussures à l'électronique et aux biomatériaux, disent les chercheurs.