Les chercheurs ont remplacé l’encre des cartouches d’une imprimante à jet d’encre par des concentrations variables d’eau salée
Lorsque les plantes effectuent des mouvements, comme enrouler leurs feuilles ou tordre leurs tiges, elles le font en attirant l’eau dans les fibres de cellulose de cette partie de leur « corps ». Les scientifiques ont maintenant reproduit cette technique pour produire des structures de papier auto-pliantes.
Comme les plantes, le papier est composé principalement de fibres de cellulose. Dans les deux cas, lorsque ces fibres absorbent de l’eau, elles se dilatent. Si une grande partie des fibres se dilatent dans la même zone – au même moment et à la même vitesse – cela provoque la flexion du matériau.
C’est dans cet esprit que des chercheurs de l’Institut de technologie Shibaura et de l’Université Waseda du Japon ont commencé par modifier une imprimante à jet d’encre existante. Plus précisément, ils ont remplacé les encres noire, magenta, jaune et cyan de ses quatre cartouches d’encre par une solution aqueuse. Ce liquide était constitué d’un mélange d’eau et de sel de chlorure de lithium – la concentration de sel dans l’eau était différente pour chaque cartouche.
Lorsque des lignes de la solution étaient imprimées sur une feuille de papier, le gonflement et le séchage/la contraction des fibres de cellulose qui s’ensuivaient faisaient que le papier se pliait de façon permanente le long de ces lignes. La vitesse à laquelle il se pliait dépendait toutefois de la concentration en sel. Alors que l’eau pure entraînait un pliage rapide du papier, des concentrations progressivement plus élevées de chlorure de lithium retardaient le processus.
Ainsi, en imprimant sélectivement différentes lignes à partir de différentes cartouches, il était possible de faire en sorte que le papier se plie d’abord le long de certaines lignes, puis plus tard le long d’autres. De cette manière, les scientifiques ont pu créer des objets tels qu’un avion en papier auto-pliant.
Le système a été utilisé pour créer un avion en papier auto-pliant (au milieu), ainsi qu’une échelle auto-déployante (en bas)
Si elle est combinée à une technique existante d’impression de circuits électriques sur des matériaux, y compris le papier, cette technologie pourrait être utilisée à des fins utiles.
« En fusionnant ces deux technologies, nous réaliserons une procédure de fabrication rapide mais simple pour les éléments mécatroniques et les robots en papier », déclare le Dr Shuji Hashimoto de l’université de Waseda. « Cela trouverait des applications dans les domaines de l’espace, des soins de santé et de l’agriculture, où des dispositifs intelligents sur mesure et jetables sont nécessaires ».
