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Posté par Redbran le Vendredi 20/10/2017 à 12:00
Des plastiques qui dansent
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 (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et...), 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.


Déformation réversible d’une bande de polymère conducteur sous influence d’un champ électrique dans une solution aqueuse.

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 (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) des sciences moléculaires montrent pour la première fois, qu’il est possible de générer le mouvement d’un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction...) 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 ( la polarisation des ondes électromagnétiques ; la polarisation dûe aux moments dipolaires dans les matériaux...). Ils montrent alors une différence de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un...) 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 (Dans cette simple équation d’onde :) 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.  

Référence publication:
Bhavana Gupta, Bertrand Goudeau, Alexander Kuhn
Wireless electrochemical actuation of conducting polymers
Angew. Chem. 4 octobre 2017
DOI: 10.1002/anie.201709038
 
Contact chercheur:
Alexander Kuhn, Institut des sciences moléculaires – Bordeaux

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Source: CNRS INC