Une équipe de l'Institut de Recherche en Physique et Chimie (Riken) a développé un film polymère qui se courbe de manière réversible sous l'effet de la lumière. Le matériau pourrait être utilisé dans la fabrication de muscles artificiels.
Le film est composé de brosses polymères agencées de manière parfaitement régulière. Une brosse polymère est un polymère dont la structure est constituée d'une chaîne principale à laquelle est rattachée une multitude de branches. Elle présente ainsi une forme cylindrique, similaire à une brosse pour laver les bouteilles. Dans les brosses produites par le Riken, les branches contiennent des molécules d'azobenzène, un composé connu pour sa capacité à changer de structure après l'absorption de photons. C'est donc ce dernier qui est à l'origine de la particularité du film. Ainsi, dans les conditions expérimentales de l'étude, éclairé pendant 10 secondes par une lumière ultra-violette (360 nm), le film se courbe ; il retrouve sa structure initiale sous un éclairage à une lumière bleue (480 nm) pendant 8 secondes.
Les chercheurs ont fabriqué, en procédant en deux étapes, un film de 5 mm de largeur, de 6 mm de longueur et de 10 microns d'épaisseur. Les brosses polymères ont d'abord été diluées dans un solvant. La solution a ensuite été déposée sur un substrat. Le film obtenu par évaporation du solvant présentait une structure désordonnée : il ne réagissait donc pas à la lumière. Le film a alors été recuit dans une presse chauffante. Pour qu'il reste facilement décollable des parois de l'appareil, chacune de ses surfaces a été recouverte d'une couche de téflon. L'ensemble a alors été comprimé à 130°C, puis à 115°C pendant une heure. Il a ensuite été laissé à température ambiante pour qu'il se refroidisse naturellement. Lors de cette mise sous presse, les brosses polymères se sont orientées en suivant le canevas de la maille en carbone qui constitue l'armature du téflon cristallin. Elles se sont ainsi parfaitement alignées dans des plans parallèles entre eux et perpendiculaires aux surfaces du film. Cet agencement a donné aux brosses la capacité de s'orienter dans la même direction et donc au film de se courber sous l'effet de la lumière.
Selon les chercheurs, il devient possible, grâce à cette technique, de répartir extrêmement facilement, sur une grande surface et de manière ordonnée, des molécules qui réagissent à la lumière. La méthode pourrait s'avérer utile dans le domaine des cellules photovoltaïques organiques, la configuration des molécules facilitant la conduite des électrons d'une face à l'autre du film.
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