Un adhésif artificiel dépasse le Gecko

Oubliez Spider-man et rencontrez Geckoman. Des chercheurs de l'Université de Stanford ont créé un système d'escalade humaine inspiré du gecko qui permettait à un étudiant diplômé d'escalader un mur de verre à l'aide de deux tampons adhésifs de la taille d'une main.

Un étudiant diplômé grimpe à l'aide des pinces gecko.

Les chercheurs, dirigés par l'ingénieur Mark Cutkosky , espèrent également utiliser les adhésifs dans la fabrication d'équipements, en fabriquant des pinces pour manipuler d'énormes panneaux solaires, des écrans et d'autres objets sans avoir besoin de puissance d'aspiration ou de colles chimiques. L'équipe travaille également avec le Jet Propulsion Laboratory de la NASA pour adapter l'adhésif à une utilisation par des robots.

Les orteils du gecko sont incroyablement collants car ils sont recouverts de groupes de longues et fines structures en forme de spatule appelées soies qui augmentent la surface et amplifient les faibles attractions électriques entre les orteils et une surface. Les pieds de gecko collent bien mais sont facilement libérés lorsque l'animal déplace son poids; et bien sûr, ils peuvent coller encore et encore, contrairement à la plupart des rubans adhésifs synthétiques.

Les chercheurs ont fabriqué divers adhésifs artificiels qui fonctionnent de la même manière, en utilisant des grappes de nanotubes de carbone ou des cales microscopiques de caoutchouc moulé pour imiter la grande surface des soies sur les pieds de gecko. Mais ces mécanismes n'ont bien fonctionné que pour les petits poids.

Le transport de poids plus importants nécessite des matériaux avec de plus grandes surfaces. En utilisant les matériaux précédents, un humain de 70 kilogrammes aurait besoin de coussinets en forme de pied de gecko 10 fois plus gros qu'une main humaine normale pour escalader un mur. La mise à l'échelle de l'adhérence du gecko est un défi, dit Cutkosky.

Cet été, la United States Defense Advanced Research Projects Agency ( DARPA ) annoncé que c'est Z-Man programme avait, pour la première fois, créé un système d'escalade à base de gecko-adhésif qui permettait à une personne d'escalader un mur. Bien que la DARPA n'ait pas fourni de détails sur la manière dont cela a été accompli, le groupe de Stanford, qui a participé aux travaux de Z-Man, a fait une démonstration similaire en utilisant son propre système adhésif. Le travail est décrit dans une recherche publiée aujourd'hui dans le Journal de l'interface de la société royale .

Pour fabriquer le système d'escalade, les chercheurs sont partis d'un adhésif existant à base de microcoins moulés fabriqués à partir d'un matériau polymère appelé PDMS. Ils ont attaché des carreaux de ce matériau à une pince plate, hexagonale, de la taille d'une main. Chaque pince était soutenue par un ressort qui répartissait le poids sur le coussinet et absorbait une partie de la force impliquée dans l'escalade. Pour faciliter l'escalade, les chercheurs ont également relié les pinces à la plate-forme pour les pieds d'une personne, transférant ainsi le travail d'escalade aux jambes.

Jeffrey Karpe , bioingénieur au Brigham and Women's Hospital de Boston, note que la situation de test impliquait une surface très lisse, propre et plane. Karp, qui a cofondé une société appelée Gecko biomédical pour commercialiser un adhésif chirurgical bio-inspiré , les chercheurs de Stanford devront montrer que leur système fonctionne dans des environnements moins idéaux. Dans le monde réel, un système d'escalade est susceptible d'être exposé à l'humidité, à la pluie, au pollen, à la poussière et à d'autres contaminants, note-t-il.

Le groupe de Stanford espère tester l'adhésif dans des conditions particulièrement extrêmes. Ce mois-ci, ils l'ont testé dans un avion en apesanteur avec la NASA et ont constaté qu'il fonctionnait toujours.

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