Des chercheurs impriment en 3D un bateau de la taille d'une cellule

31 octobre 2020 à 08h08
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bateau microscopique
© Leiden University

Une équipe de physiciens de l’Université de Leiden aux Pays-Bas a imprimé en 3D le plus petit bateau au monde. 

Il mesure 30 microns, c’est-à-dire un tiers de la largeur d’un cheveu humain, et il est six fois plus grand qu’une cellule bactérienne. 

Test réussi pour l’imprimante 3D ! 

Pour leur création, les chercheurs se sont inspirés de 3D Benchy. Il s’agit d’une structure idéale pour tester les capacités des imprimantes 3D car elle comporte plusieurs caractéristiques difficiles à reproduire, comme ils le décrivent dans leur étude publiée dans la revue Soft Matter. L’imprimante utilisée ici, baptisée Nanoscribe Photonic Professional et utilisant la technique de polymérisation à 2 photons (2PP), a passé le test avec brio en imprimant le mini bateau à l’intérieur même d’une gouttelette.

« Un laser est focalisé à l'intérieur d'une gouttelette qui se durcit localement dans le point focal du laser. En déplaçant le laser à travers la gouttelette de manière contrôlée, nous pouvons écrire la forme de nageur que nous voulons » explique Daniela Kraft, chercheuse en charge de l'étude. Afin de se propulser dans la gouttelette, l’objet utilise de la platine qui réagit avec le peroxyde d’hydrogène.

Étudier les micro-nageurs biologiques 

Mais pourquoi les scientifiques ont-ils construit ce minuscule bateau ? « Faire un bateau de la taille d'un micromètre pour nager, c'est amusant » s’enthousiasme la chercheuse. Néanmoins, le divertissement et la prouesse technique ne sont pas les seules motivations de cette création. Kraft et son équipe étudient en effet la façon dont se déplacent les micro-nageurs biologiques, à l’image des spermatozoïdes ou de certaines bactéries, dans le but de mieux comprendre leur comportement.

Ce type de recherches était auparavant réalisé avec des particules en forme de sphères, mais l’impression 3D a ouvert de nouvelles possibilités aux chercheurs. En plus du bateau, ils ont par exemple imprimé des particules ressemblant à des spirales capables de tourner en même temps qu’elles sont propulsées dans l’eau.

formes microscopiques
D'autres structures imprimées en 3D par les chercheurs © Leiden University

« Ces connaissances issues de systèmes de modèles actifs sont utiles pour comprendre la motilité des micro-nageurs biologiques et, par exemple, pour prévenir la formation de colonies bactériennes » précise l’étude. Pour conclure, les chercheurs expliquent que leur démonstration « permettra un meilleur contrôle et une meilleure conception du comportement des micro-nageurs synthétiques, utiles pour des applications dans les diagnostics thérapeutiques et l'administration de médicaments. »

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