Quatre surfaces nanotexturées différentes, avec des bactéries qui interagissent avec elles de différentes manières.

Des chercheurs de l’Imperial College de Londres ont mis au point une nouvelle méthode simple pour fabriquer des matériaux dont les surfaces présentent des textures complexes à l’échelle nanométrique, toutes inspirées de la nature. Les différents motifs peuvent avoir toute une série d’applications, comme la fabrication de surfaces antimicrobiennes ou l’aide aux navires pour qu’ils glissent sur l’eau avec moins de friction.

L’équipe a commencé par utiliser un polymère minéral-organique appelé polydiméthylsiloxane (PDMS). En étirant et en comprimant un film mince de ce matériau de différentes manières, ils ont pu créer une variété de motifs à l’échelle nanométrique et microscopique, y compris des vagues, des ondulations et des pointes. Chacun de ces motifs peut être utile pour différentes applications.

La structure en pointes, par exemple, s’inspire de la texture des ailes d’insectes comme les cigales et les libellules, qui sont naturellement antibactériennes. Fait intriguant, ce ne sont pas les pointes elles-mêmes qui font éclater les bactéries, mais les espaces qui les séparent. Les pointes émoussées sont juste à la bonne distance les unes des autres, de sorte que lorsque les bactéries se posent dessus, une partie de leur corps s’affaisse dans les espaces, étirant et finissant par rompre leurs membranes externes.

En imitant ce phénomène, on pourrait fabriquer des surfaces ou des revêtements antibactériens pour les poignées de porte, les outils chirurgicaux, les implants médicaux, les ustensiles de cuisine ou tout ce qui doit être stérilisé régulièrement. Il s’agirait d’une arme importante dans la lutte contre les bactéries résistantes aux antibiotiques.

Les chercheurs ont créé les différentes textures en étirant et en comprimant des feuilles de PDMS de différentes manières.

Une autre structure utilise des crêtes horizontales qui ressemblent à la texture de la peau des requins. Cela réduit la traînée pour aider les animaux à glisser dans l’eau, ce qui pourrait s’avérer utile pour les coques de navires. Une troisième possibilité consiste en des couleurs structurelles comme celles des ailes de papillon ou des plumes de paon. Ces motifs peuvent réfléchir et courber la lumière de manière à produire des couleurs brillantes sans pigment, ce qui signifie qu’elles ne s’estompent jamais, ce qui pourrait être utile pour toute une série de choses.

« L’idée est fascinante parce qu’elle est simple : en imitant les ondes de surface que l’on trouve dans la nature, nous pouvons créer une palette de motifs ayant des applications importantes », a déclaré Luca Pellegrino, premier auteur de l’étude. « Grâce à ce travail, nous pouvons également en apprendre davantage sur les origines possibles de ces formes naturelles – un domaine appelé morphogenèse. »

Selon l’équipe, la nouvelle méthode de production de ces nanotextures est plus facile et moins coûteuse à mettre à l’échelle que les techniques existantes, qui impliquent généralement la gravure de surfaces au laser.

Les chercheurs prévoient ensuite de tester l’efficacité de ces surfaces à repousser les bactéries dans des situations réelles, comme les surfaces des bus.

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.058001

https://www.imperial.ac.uk/news/233754/engineers-create-spiky-materials-inspired-insects/