Des scientifiques créent un muscle artificiel plus fort que le muscle humain.

Par Maya Davis

Le 14 juillet 2022 - Des scientifiques de l'UCLA et de l'organisation à but non lucratif SRI International expérimentent un polymère solide et extensible pour créer un muscle artificiel qu'ils décrivent comme plus fort et plus souple que le muscle humain.

Les polymères sont des substances naturelles ou synthétiques composées de grosses molécules et sont les éléments constitutifs de nombreux minéraux et matériaux fabriqués par l'homme. Dans ce cas, les chercheurs ont utilisé des polymères électroactifs, c'est-à-dire des polymères qui changent de forme ou de taille lorsqu'ils sont stimulés par l'électricité. Ils sont devenus les chouchous du monde de l'ingénierie et sont désormais utilisés dans des technologies allant des poissons robots aux essuie-poussière.

Les chercheurs de l'UCLA ont mis au point le matériau musculaire à partir d'élastomères diélectriques, un type de polymère électroactif, et ont introduit un nouveau processus de fabrication de faux muscles qui, espèrent-ils, sera un jour appliqué à la robotique douce, voire aux implants humains.

"Nous sommes vraiment enthousiasmés par ce nouveau matériau", déclare Qibing Pei, PhD, un des auteurs de l'étude et professeur de science et d'ingénierie des matériaux à l'UCLA. "À sa performance maximale, ce muscle artificiel est bien plus puissant qu'un muscle humain".

Les résultats de l'équipe ont été publiés ce mois-ci dans la revue Science.

Créer des super-muscles

Lors des tests, les chercheurs ont montré que le matériau pouvait non seulement se dilater et se contracter comme le diaphragme humain pendant la respiration, mais aussi lancer une balle de la taille d'un pois 20 fois plus lourde que lui. Et les muscles synthétiques dotés de ce matériau étaient de 3 à 10 fois plus souples que les muscles naturels, selon un communiqué de presse relatif à ces résultats.

Pour créer ce tissu musculaire surhumain, les chercheurs ont pris un matériau commun mais inflexible à base d'acrylique et ont utilisé un processus de durcissement par lumière UV pour produire un matériau plus performant. Le résultat est un film de 35 micromètres, aussi fin et léger qu'un cheveu humain, qui est ensuite superposé jusqu'à 50 fois pour créer la feuille de muscle artificiel, expliquent les auteurs.

Le muscle artificiel consomme de l'énergie électrique, contrairement aux muscles humains, qui utilisent l'énergie chimique des aliments pour fonctionner.

"Cela présente de nombreux avantages", explique Pei. "Il est plus facile à contrôler, et nous pouvons activer et désactiver le matériau à une fréquence plus élevée. Pour les muscles humains, nous avons généralement de faibles performances à une fréquence élevée."

Des humains hybrides

Les chercheurs voient un avenir pour cette technologie dans les implants médicaux et la robotique douce. Notamment, le matériau peut ajouter un "sens du toucher" aux technologies biomédicales portables et peut aider ceux qui ne peuvent pas sourire ou cligner des yeux en raison de problèmes de santé, a expliqué Pei à UPI.

"Je pense qu'il y a beaucoup de potentiel", a-t-il déclaré. "C'est ce nouveau matériau, et je pense que l'implication se rapproche de la réalité".