Quoi de neuf dans le domaine de l’innovation ce mois-ci ? Un insecte robot à haute performance ; un hydrogel autoréparable à température ambiante et l’analyse des eaux usées par un capteur au graphène.
Flappy Insect
Les véhicules micro-air à ailes battantes sont des robots capables de pénétrer dans des espaces confinés difficiles d’accès, comme l’intérieur d’une usine ou d’un bâtiment effondré. Ils ont l’avantage d’être très manœuvrables et de résister aux diverses perturbations qu’ils peuvent rencontrer. Seul point noir au tableau : la nécessité d’un système de transmission entre les actionneurs et les ailes. De l’énergie est alors perdue, en plus d’un apport de masse supplémentaire qui gêne les performances du robot. Une équipe de la Faculté d’Ingénierie de l’Université de Bristol pourrait avoir trouvé la solution au problème… chez les abeilles ! Leur nouveau système de battement, présenté le 2 février 2022 dans Science Robotics, déclenche le mouvement des ailes à la racine par l’application directe de forces électrostatiques à amplification liquide. Donc plus besoin de transmission. Après plus d’un million de cycles de tests réalisés avec un système de la taille d’une libellule, le dispositif ne montre pas de défaillance et délivre une puissance moyenne de 124 W/kg – avec des pics à 200 W/kg. Soit une puissance équivalente à celle retrouvée chez les oiseaux, et supérieure aux mammifères ou aux insectes ! À l’avenir, le travail des chercheurs de Bristol pourrait aider à l’exploration sur de longues durées, à la vérification de stations éoliennes off-shore, ou encore à des missions de reconnaissance et sauvetage.
Un matériau mi-gelée mi-salé
La détection douce pourrait prochainement révolutionner le monde des appareils portables à interfaces tactiles, ainsi que les systèmes robotiques. Mais avant cela, cette technologie devra relever de nombreux défis. Son déploiement est par exemple entravé par sa faible résilience et sa forte demande énergétique. C’est dans ce contexte qu’un nouvel hydrogel gélatine-glycérol ionique a été mis en avant le 18 février 2022 dans NPG Asia Materials. Fabriqué à l’aide d’une imprimante 3D, l’appareil conçu par des chercheurs de l’Université de Cambridge a la particularité de contenir du chlorure de sodium (du sel) plutôt que l’encre de carbone habituelle. Le sel a l’avantage d’être soluble dans l’hydrogel, permettant un canal uniforme pour la conduction ionique. Accessible, simple à usiner, biocompatible et également biodégradable, l’hydrogel gélatine-glycérol est désormais capable de s’autoréparer à température ambiante – alors qu’il fallait le chauffer au préalable. Il est prévu pour réaliser des relevés de tension, d’humidité et de température. Son emploi futur pourrait se trouver du côté des peaux, mains et autres bras artificiels.
Multidétection d’opioïdes grâce au graphène
Les substances psychotropes peuvent poser des problèmes de santé publique, de par leur effet analgésique voire euphorisant, et les opioïdes n’y font pas exception. Alors que tester les individus personnellement porterait atteinte à la vie privée de chacun, un groupement de chercheurs issus du Boston College, de la Boston University et des Giner Labs a préféré se focaliser sur les eaux usées pour évaluer la quantité et le type de drogues consommées par une communauté. Pour cela, ils ont travaillé sur une analyse quantitative à partir d’un capteur basé sur le graphène, cette feuille de carbone d’un atome d’épaisseur. De la taille d’un penny, le capteur portable se compose d’une plate-forme en graphène ponctuée d’aptamères – des brins d’ADN façonnés de manière à s’attacher à des molécules bien spécifiques (ici les opioïdes). Lorsqu’une substance psychotrope s’accole à l’un de ces brins, ce dernier se plie, ce qui a pour conséquence d’augmenter la charge électrique parcourant la plate-forme. Cette modification du courant est lue facilement via des signaux électroniques issus de chaque aptamère. Décrit en détail dans ACS Nano le 24 février 2022, le capteur biologique promet de détecter simultanément jusqu’à trois opioïdes différents. Lors d’un test réalisé sur des eaux usées diluées 20 fois, les scientifiques sont ainsi parvenus à relever des traces de noroxycodone, d’EDDP et de norfentanyl. Par la suite, le capteur pourrait permettre d’effectuer des tests rapides d’infections virales à domicile ou de vérifier la présence de pathogènes dans les eaux usées.
