Les chercheurs ont démontré que de minuscules cristaux de la taille d'un micromètre, à peine visibles à l'œil humain, peuvent « marcher » à la manière d'un ver de terre sur la lame d'un microscope. D'autres cristaux sont capables de différents modes de locomotion tels que le roulement, retournement, pliant, torsion, et sauter. À l'avenir, ces cristaux en mouvement pourraient ouvrir les portes au développement de robots à base de cristaux.

Les chercheurs, dirigé par Hideko Koshima à l'université Waseda de Tokyo, Japon, ont publié un article sur les cristaux qui marchent et roulent dans un récent numéro de Communication Nature .

"Nous pensons que cette découverte ouvre les portes d'un nouveau domaine de la robotique à cristal, " Koshima a dit à Phys.org. " Actuellement, les robots en métal sont rigides et lourds, ce qui les rend impropres à l'interaction quotidienne avec les humains. Notre objectif est de créer des robots mous symbiotiques à l'aide de cristaux mécaniques."

Dans leur travail, les chercheurs ont étudié des cristaux asymétriques dérivés de l'azobenzène chiral. Dans les expériences, ils ont montré que l'exposition des cristaux à une alternance de températures chaudes et froides (variant entre 120° et 160° C en 2 minutes environ) provoque des changements dans la forme des cristaux.

Selon leurs dimensions, certains des cristaux se plient et se redressent à plusieurs reprises. Au cours de cycles de chauffage et de refroidissement répétés, ces changements de forme se traduisent par le mouvement mécanique de la marche semblable à celle d'une chenille.

Les cristaux avec d'autres dimensions présentent une flexion et un retournement sous les changements de température. Dans les expériences, les cycles répétés de chauffage et de refroidissement ont fait rouler rapidement ces cristaux sur une surface, atteindre des vitesses de 16 mm/seconde. C'était environ 20, 000 fois plus rapide que les cristaux ambulants, qui rampait à seulement 3 mm/heure.

Comme l'expliquent les chercheurs, les formes asymétriques des cristaux sont la force motrice des deux types de locomotion. En particulier, les cristaux marchants ont un gradient d'épaisseur tandis que les cristaux roulants ont un gradient de largeur. Les deux variétés de cristal subissent une transition de phase à une température critique, et en raison de l'asymétrie, il en résulte un changement de forme plus prononcé à une extrémité du cristal qu'à l'autre.

Parallèlement à des recherches antérieures qui ont démontré le mouvement cristallin dans d'autres types de cristaux, les nouveaux résultats suggèrent que les cristaux semblent être des candidats prometteurs pour la robotique. En général, des matériaux qui répondent aux stimuli externes, comme les changements de température, ont des applications potentielles en tant que capteurs, commutateurs, et dans une grande variété d'autres domaines.

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