Des ingénieurs réutilisent la trompe d'un moustique pour créer une buse d'impression 3D
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En matière d'innovation, les ingénieurs ont depuis longtemps démontré leur talent pour l'imitation, puisant leur inspiration directement dans la nature. Mais aujourd'hui, certains scientifiques vont plus loin et intègrent des matériaux naturels à leurs conceptions. À court d'idées pour créer des buses d'impression 3D ultra-fines et économiques, des chercheurs de l'Université McGill, au Canada, ont réutilisé la trompe d'une femelle moustique morte pour créer une pointe d'impression 3D durable et haute résolution.
Ces travaux sont publiés dans la revue Science Advances .
L'impression 3D haute résolution est un procédé permettant de créer des objets tridimensionnels aux détails extrêmement fins et aux surfaces très lisses. Cette technologie est utilisée dans de nombreux domaines tels que l'aérospatiale, la dentisterie et la recherche biomédicale. Cependant, cette précision a un coût élevé. Les minuscules buses peuvent coûter plus de 80 dollars l'unité et sont fabriquées en métal ou en plastique, deux matériaux non biodégradables.
Démonstration de la capacité d'extrusion de l'extrémité de la trompe de la moustique femelle avec Cellink Start, une bio-encre commercialisée et utilisée en bio-impression par encre directe. Crédit : Science Advances (2025). DOI : 10.1126/sciadv.adw9953
Réutiliser la nature
Les chercheurs de l'Université McGill ont d'abord exploré des solutions d'ingénierie classiques, mais n'ont pas trouvé de buse biodégradable, à la fois économique et de haute résolution. Ils ont donc chargé un étudiant de troisième cycle de trouver un organe naturel pouvant servir d'embout.
Après avoir examiné diverses structures telles que les dards d'insectes, les crochets de serpents et les vaisseaux du xylème des plantes, ils ont sélectionné la trompe du moustique femelle.
Ce tube d'alimentation complexe, composé de plusieurs parties, était le candidat idéal pour plusieurs raisons. Son diamètre intérieur de 20 micromètres est environ 100 % plus fin que celui des meilleures pointes disponibles sur le marché. Sa forme rigide et quasi rectiligne est parfaite pour une impression stable, et le tube est suffisamment résistant pour supporter une pression interne d'environ 60 kilopascals avant rupture, ce qui est suffisant pour l'injection de bio-encres épaisses. Enfin, il est bien sûr biodégradable.
L'équipe a testé son « bio-buse » en construisant une imprimante 3D personnalisée, appelée nécro-imprimante 3D. Ils ont monté la trompe du moustique sur un embout distributeur standard et l'ont utilisée pour déposer des bio-encres spécialisées.
Le plus grand défi qu'ils ont dû surmonter était la faible résistance mécanique de la trompe, qu'ils ont relevée en la testant jusqu'à ce qu'elle éclate afin de créer une directive opérationnelle sûre.
Ils ont ensuite réussi à imprimer des bio-échafaudages utilisés pour soutenir la croissance cellulaire et des microstructures à haute résolution avec des largeurs de ligne aussi fines que 20 micromètres (environ la largeur d'un demi-cheveu humain).
Fenêtre de procédé et microstructures imprimées par nécro-impression 3D. Crédit : Science Advances (2025). DOI : 10.1126/sciadv.adw9953
Du laboratoire au monde réel
Ce test concluant démontre que la nature peut servir à la fois de source d'inspiration et de matériau pour les technologies de nouvelle génération.
« En introduisant des matériaux biotiques comme substituts viables à des composants techniques complexes, ce travail ouvre la voie à des solutions durables et innovantes dans le domaine de la fabrication avancée et de la microingénierie », écrivent les scientifiques dans leur article.
L'équipe prévoit notamment d'étudier d'autres embouts de micro-distribution naturels offrant une résistance accrue ou une résolution plus fine. Elle souhaite également explorer les applications concrètes de la nécro-impression 3D, en particulier dans les domaines de la production durable et de la recherche biomédicale.