Qu’il s’agisse d’une machine, d’un bâtiment ou d’un avion, il est toujours utile de savoir si un composant est soumis à des contraintes mécaniques. Un nouveau matériau utilise des algues électroluminescentes intégrées pour informer rapidement et facilement les inspecteurs. La substance expérimentale, développée par des scientifiques de l'Université de Californie à San Diego, est composée principalement de polymères à base d'algues appelés alginates, combinés à des algues unicellulaires vivantes appelées dinoflagellés. Il contient également un polymère appelé diacrylate de poly(éthylène glycol) pour l'aider à résister à de lourdes charges.

Image d'une structure partiellement imprimée en 3D fabriquée à partir de matériaux bioluminescents/UC San Diego Jacobs School of Engineering

Dans l'océan, les dinoflagellés produisent des éclairs de lumière pour dissuader les prédateurs. Dans les petites structures imprimées en 3D avec le nouveau matériau, elles brillent également lorsque le matériau est pressé, étiré ou tordu : plus la contrainte mécanique est importante, plus la lumière est brillante.

Il est important de noter que les capteurs de contraintes mécaniques fabriqués à partir de ce matériau ne nécessitent aucune alimentation électrique ni électronique. Pourtant, les dinoflagellés nécessitent des cycles réguliers de lumière et d’obscurité pour pouvoir photosynthétiser – l’énergie obtenue grâce à la lumière est utilisée pour produire une bioluminescence dans l’obscurité. Jusqu'à présent, les structures imprimées en 3D nécessitent peu d'entretien et peuvent fonctionner pendant environ cinq mois dans des « conditions difficiles ».

Une fois développé, il est concevable que ce matériau puisse également avoir des applications dans des domaines tels que la robotique douce ou les implants médicaux, qui utilisent des signaux lumineux pour libérer des charges utiles de médicaments ou administrer des traitements.

"Les travaux actuels démontrent un moyen simple de combiner des composants vivants et non vivants pour créer de nouveaux matériaux autonomes et sensibles aux stimuli mécaniques fondamentaux trouvés dans la nature", a déclaré Chenghai Li, doctorant au laboratoire du professeur Shengqiang Cai, auteur principal de l'étude.

Un article sur cette recherche a été récemment publié dans la revue Science Advances. Dans la vidéo ci-dessous, on peut voir une structure faite de ce matériau briller.