Les systèmes biologiques peuvent exploiter les cellules vivantes pour la croissance et la régénération, mais les systèmes d’ingénierie ne le peuvent pas – ou ne le pouvaient pas jusqu’à présent.
Qiming Wang et d’autres chercheurs du Université de Californie du Sud La Viterbi School of Engineering exploite des bactéries vivantes pour créer des matériaux d’ingénierie solides et résilients. Le US National Science Foundation– la recherche financée est publiée dans Matériaux avancés.
Les chercheurs exploitent le pouvoir des organismes vivants pour fabriquer de nouveaux matériaux. Crédit d’image: Qiming Wang, USC Viterbi School of Engineering
«Les matériaux sont vivants et se développent d’eux-mêmes», a déclaré Wang. «Nous avons été étonnés par les microstructures sophistiquées des matériaux naturels pendant des siècles, surtout après que les microscopes ont été inventés pour observer ces minuscules structures. Nous faisons maintenant un pas en avant important. Nous utilisons des bactéries vivantes comme un outil pour faire croître directement des structures qui ne peuvent pas être fabriquées par nous-mêmes.
Les chercheurs travaillent avec des bactéries spécifiques connues pour sécréter une enzyme appelée uréase. Lorsque l’uréase est exposée à l’urée et aux ions calcium, elle produit du carbonate de calcium, un composé minéral fort présent dans les os ou les dents. «L’innovation clé dans notre recherche», a déclaré Wang, «est que nous guidons les bactéries pour qu’elles cultivent des minéraux de carbonate de calcium pour obtenir des microstructures similaires à celles des composites minéralisés naturels.»
Wang a ajouté que «les bactéries savent comment gagner du temps et de l’énergie. Ils ont leur propre intelligence et nous pouvons exploiter leur intelligence pour concevoir des matériaux hybrides supérieurs aux options entièrement synthétiques. »
En combinant des bactéries vivantes et des matériaux synthétiques, a déclaré Wang, ce nouveau matériau vivant démontre des propriétés mécaniques supérieures à celles de tout matériau naturel ou synthétique actuellement utilisé.
«Le matériau hybride que ces chercheurs ont mis au point avec des harnais a guidé la biominéralisation d’une manière nouvelle et passionnante», a déclaré Nakhiah Goulbourne, directeur de programme à la Direction de l’ingénierie de la NSF. «Cela pourrait avoir des implications importantes pour les infrastructures civiles et autres matériaux structurels.»
La source: NSF
