Un adhésif bio-inspiré synthétisé à partir de polymères à cristaux liquides (LPC) a été mis au point par des chercheurs allemands des universités de Kiel et de Bremen. Ces polymères avaient déjà permis de développer des matériaux dont l’adhérence pouvait être modifiée sous l’effet de la température. Cette fois, les scientifiques ont utilisé la sensibilité aux rayons UV du matériau, une méthode plus douce pour contrôler l’adhérence.
Pour réaliser leur matériau, les scientifiques allemands se sont inspirés des geckos. Pour se déplacer sur une surface lisse verticale, ces petits reptiles sont capables de développer une force pouvant supporter une charge trente fois supérieure à leur poids. C’est la structure des fibres microscopiques situées sous leurs orteils et les mouvements de leurs pattes qui sont à l’origine de ces capacités. Pour tenter de les imiter, les chercheurs ont synthétisé un matériau en trois couches : une couche LPC et deux couches de polydiméthylsiloxane (PDMS). Plus précisément, la couche au centre est un LCP contenant de l’azobenzène, un composé chimique qui existe sous deux formes isomériques (même formule brute, mais développée ou stéréochimique différente). La transition entre les deux isomères se fait par absorption d’un photon UV. Cette couche centrale est coincée entre deux couches de polydiméthylsiloxane (PDMS) dont l’une est couverte de microstructures adhésives en forme de champignons qui imitent les fibres présentes sous les orteils du gecko.
En irradiant ce matériau tri-couche avec une longueur d’onde comprise entre 320 et 380 nm (UV), l’azobenzène s’isomérise. La molécule passe d’une configuration géométrique Trans (groupes fonctionnels de part et d’autre) à une configuration CIS (du même côté) (voir photo ci-dessus). Ce changement d’orientation de la molécule à l’échelle microscopique se traduit par une déformation macroscopique du matériau qui se plie. L’effet de courbure est suffisant pour que les microstructures se décollent de la surface. Lorsqu’il n’est plus irradié, le matériau retrouve son état initial, collant et plat. L’adhérence est donc réversible, et peut être contrôlée rapidement.
La photosensibilité de cet adhésif ouvre la voie au développement de robots mis en mouvement et guidés par la lumière. Et ce matériau peut aussi trouver une application dans la manipulation d’outils industriels : déplacer des lamelles de microscope, des tubes à essai, des pièces électroniques, notamment dans les salles blanches.