Le Berkeley Lab imprime en 3D des structures liquides

Une équipe de chercheurs scientifiques du Laboratoire national Lawrence-Berkeley déclare avoir mis au point une méthode d’impression 3D capable de fabriquer des structures entièrement liquides. Cette technique aurait recours à une imprimante 3D très spécifique qui déposerait des “filets d’eau” dans une base liquide faite d’huile de silicone et qui pourrait être utilisée pour de la synthèse chimique et pour fabriquer de l’électronique liquide. 

L’impression 3D est une méthode de fabrication qui vient déposer successivement des couches de matériaux pour former la structure souhaitée, un matériau que l’on connaît le plus souvent sous une forme solide. Seulement, les chercheurs de Lawrence Berkeley semblent être allés plus loin dans le développement de leur technique de fabrication additive puisqu’ils l’auraient étendue à un matériau liquide afin de créer des structures…liquides. Des travaux de recherche qui font écho à ceux de l’Université de Floride qui avait développé une méthode d’impression 3D de silicone liquide. 

Les scientifiques du Berkeley Lab expliquent qu’en imprimant de fins filets d’eau dans une substance faite d’huile siliconée, ils ont pu créer des tubes liquides à l’intérieur d’un autre liquide. A ce stade de la recherche, les chercheurs auraient imprimé en 3D des filets d’eau entre 10 microns et 1 mm de diamètre et auraient créé différents types de structures notamment des modèles complexes en spirale et en branche atteignant quelques mètres de hauteur. Ils pourraient même changer de forme et s’adapter à leur environnement. Les chercheurs pensent que cette technique d’impression 3D liquide pourrait avoir une utilité dans la fabrication d’électronique liquide mais aussi pour la synthèse chimique. Pour celle-ci, ils expliquent que les tubes imprimés en 3D pourraient être chimiquement ajustés et traversés par des molécules ce qui offrirait une nouvelle façon innovante de séparer ces molécules.

Tom Russell, un des scientifiques du Berkeley Lab affirme “C’est une catégorie de matériaux qui peut se reconfigurer et qui peut être adaptée selon les besoins dans des cuves de réaction liquides, que ce soit pour des synthèses chimiques ou des transports ioniques en passant par la catalyse.”

Afin d’imprimer du liquide dans un autre liquide sans qu’il ne devienne…liquide, les scientifiques auraient trouvé des solutions innovantes. L’une d’entre elles consiste à enduire les tubes imprimés en 3D d’une substance similaire à du savon. Plus précisément, ces tubes auraient été recouverts d’un tensioactif pour leur permettre de conserver leur forme et les empêcher de se disperser en gouttelettes. Ce tensioactif serait formé d’un ligand polymère et de nanoparticules d’or permettant à l’eau de former des structures stables. L’eau est mélangée à des nanoparticules d’or qui sont attirées par des ligands polymères dans l’huile de silicone. Lorsque l’eau est injectée dans l’huile, les ligands se fixent sur les nanoparticules d’or dans l’eau, formant ainsi un tensioactif que les chercheurs appellent un «supersoap». Celui-ci est en fait une couche flexible qui contient l’eau et l’empêche de se briser.  “Cette stabilité signifie que nous pouvons étirer l’eau dans un tube sans changer la forme du tube, ajoute Russell. Nous pouvons aussi modeler l’eau en un ellipsoïde et ça restera un ellipsoïde. Nous avons utilisé ces supersoaps de nanoparticules pour imprimer des tubes d’eau qui sont maintenus plusieurs mois.”

Pour automatiser ce nouveau processus d’impression liquide, les scientifiques auraient modifié une imprimante 3D de bureau en installant une pompe à seringue et une aiguille d’extrusion liquide. L’imprimante 3D aurait ensuite été spécialement programmée pour insérer l’aiguille dans la base d’huile et pour injecter l’eau selon un schéma défini par le modèle 3D. Retrouvez plus d’informations ici ou dans la vidéo ci-dessous:

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