L’art du changement de couleur artificiel

À l’instar des caméléons, les scientifiques mettent au point une peau artificielle qui peut changer de couleur comme les petits animaux. La structure du matériau joue ici un rôle particulier.

Dans la nature, les animaux comme les caméléons et les calmars peuvent changer de couleur grâce aux chromatophores : des cellules cutanées aux fibres contractiles qui déplacent les pigments. Les pigments sont étalés pour montrer leur couleur, ou comprimés pour rendre la cellule claire.

Les scientifiques d’Atlanta ont maintenant utilisé cette propriété comme modèle pour une peau artificielle qui peut aussi changer de couleur. Ils ont incorporé des cristaux photoniques dans un hydrogel qui se dilate ou se contracte en réponse à un stimulus. Selon la distance entre les cristaux, certaines longueurs d’onde de lumière sont effacées et la peau apparaît dans une couleur différente.

Cette approche n’est pas nouvelle, mais jusqu’à présent ces peaux artificielles de caméléons présentaient un inconvénient : pour changer de couleur, elles devaient se déformer si fortement qu’elles devenaient instables. Comme le rapportent les chercheurs de « ACS Nano », ils ont résolu ce problème après avoir découvert que seule une petite partie des cellules de la peau du caméléon contribue à la coloration. Le reste du tissu semble amortir une forte déformation. Ils ont ensuite enduit un polymère élastique de petits carreaux en hydrogel.

Si les carreaux se contractent en cas de stimuli extérieurs tels que la lumière ou la chaleur, la déformation est compensée par la sous-couche extensible. La peau artificielle conserve ainsi presque sa taille lorsque la couleur change, tandis que les peaux conventionnelles rétrécissent d’environ vingt pour cent. Le matériau développé par les chercheurs de Cambridge est actuellement monocouche, de sorte qu’il ne peut se transformer qu’en une seule couleur. Cependant, différents matériaux et formes de nanoparticules peuvent être utilisés en couches supplémentaires pour créer un matériau entièrement dynamique, comme une véritable peau de caméléon. Les chercheurs voient des applications possibles de leur invention dans le développement de motifs de camouflage, comme moyen de communication ou comme nouvel élément de sécurité sur les billets de banque.

Greta Pralle