La reproduction synthétique de la réponse des organismes vivants aux stimuli chimiques pourrait mener à de nouvelles applications dans des domaines tels que la robotique et l’administration de médicaments.
Une propriété fascinante des organismes vivants est leur capacité à diriger leurs mouvements grâce à des stimuli chimiques. Il s’agit d’un phénomène connu sous le nom de chimiotaxie.
«Grâce à la chimiotaxie, les cellules peuvent se déplacer vers un attractif chimique ou s’éloigner d’un répulsif chimique», explique Larisa Florea, coordinatrice du projet ChemLife(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) au Trinity College de Dublin(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). «Ce processus est crucial pour de nombreuses fonctions biologiques, comme les bactéries qui évitent les toxines ou les cellules immunitaires qui se dirigent vers le site d’une infection.»
Des véhicules sensoriels microstructurés
Soutenu par le Conseil européen de la recherche(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), le projet ChemLife visait à imiter synthétiquement la chimiotaxie à l’échelle microscopique. «Les organismes vivants sont bien plus complexes que les matériaux synthétiques», ajoute Larisa Florea. «Mais il est possible qu’en combinant la chimie, une conception intelligente et une fabrication 3D précise, nous puissions parvenir à des capacités accrues dans le domaine des matériaux souples.»
L’idée de Larisa Florea était de créer des véhicules microstructurés. Ces dispositifs seraient capables de «naviguer» dans des environnements fluidiques complexes et de «reconnaître» ou de «percevoir» efficacement des traces chimiques spécifiques.
«Le premier type de véhicules que nous avons développé était incroyablement simple: des gouttelettes», explique-t-elle. «Quand nous imaginons des microvéhicules, certains d’entre nous pensent peut-être à des films comme “Le Voyage fantastique”. Mais dans le cadre de ChemLife, nous avons pu montrer que des gouttelettes de la taille d’un microlitre peuvent suivre des gradients chimiques sur de longues distances, tout comme des bactéries en quête de nourriture.»
Le projet a également démontré que ces gouttelettes «intelligentes» peuvent nager grâce aux gradients de tension de surface, trouver des sources de chimioattractants dans des réseaux fluidiques complexes, et même percevoir et rendre compte de leur environnement local lors de leur parcours. «Ce n’est peut-être pas le microrobot que nous imaginons, mais c’en est un», fait remarquer Larisa Florea…
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