Actualité IBPS : Des matériaux synthétiques qui communiquent entre eux pour battre mécaniquement

Les organismes vivants transforment directement l’énergie chimique stockée à l’échelle moléculaire en mouvements coordonnés à l’échelle multicellulaire. Une telle coordination à travers les échelles peut être effectuée par communication chimique.

Combinant théorie et expérience, Baptiste Blanc (LJP) et ses collaborateurs, démontrent que les hydrogels oscillants de Belousov-Zhabotinsky présentent un comportement collectif grâce à leurs capacités à communiquer de manière chimique entre eux. Ces gels ont aussi la capacité de battre mécaniquement de manière autonome, comme un coeur artificiel, en convertissant l’énergie de la réaction chimique oscillante en oscillation mécanique. Le comportement collectif peut être utilisé pour déclencher leurs réponses mécaniques.

Ces découvertes sont importantes pour construire des matériaux synthétiques autonomes adaptatifs inspirés de la biologie et isoler les mécanismes physico-chimiques responsables des propriétés de la matière vivante.

Des vagues de réaction diffusion se propageant dans un milieu composé de multiples gels oscillants de Belousov Zhabotinsky leur permettent de battre mécaniquement.

Blanc, B., Agyapong, J. N., Hunter, I., Galas, J.-C., Fernandez-Nieves, A., & Fraden, S. (2024). Collective chemomechanical oscillations in active hydrogels. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 121(6), e2313258121. https://doi.org/10.1073/pnas.2313258121