Le matériau structurel du MIT est un hydrogel nanofibreux disposé dans une structure bouligand qui aide à atténuer les dommages causés par les forces externes.

Avantages

  • Fort
  • Sources
  • Biocompatibl à

Applications

  • Armure et protection
  • Implants médicaux

Objectifs de développement durable des Nations Unies abordés

  • Objectif 3 : Bonne santé et bien-être

  • Objectif 9 : Innovation et infrastructure de l'industrie

Le projet

Les équipements de protection tels que les casques et les protections sont souvent en plastique ou en polystyrène. Ces matériaux se décomposent lentement et sont susceptibles de se fissurer, ce qui les rend à la fois nocifs pour l'environnement et inefficaces en tant qu'équipement de protection. Souvent, du matériel supplémentaire doit être ajouté au produit pour assurer une fonction suffisante, ce qui rend l'équipement encombrant et consommateur de ressources.

Détails de l'innovation

Le matériau de protection souple et résistant est constitué d'hydrogels nanofibreux empilés dans une structure bouligand. Les fibres ultrafines d'hydrogel (environ 800 s de diamètre, une fraction du diamètre des cheveux humains) sont créés par un processus appelé électrofilage dans lequel les fils d'hydrogel sont extraits d'un solution à l'aide d'une charge électrique. Les hydrogels sont ensuite transformés en film et placés dans une pile pour être soudés ensemble dans une chambre à haute humidité. Les films sont empilés selon un motif rotatif appelé structure bouligand, ressemblant à un escalier en colimaçon ou à un jeu de cartes torsadé. Après soudage, la pile de films est fixée à l'aide d'un incubateur pour cristalliser les nanofibres, renforçant ainsi le matériau. Le matériau résultant est plus résistant à la fatigue et durable que les hydrogels nanofibreux traditionnels.

Histoire de biomimétisme

Les homards ont des carapaces dures qui les protègent des prédateurs et des autres créatures marines, mais le ventre de leurs carapaces est doux et flexible, ce qui leur permet de manœuvrer facilement le long du fond marin. Les hydrogels résistants à la fatigue dans le matériau de protection imitent la structure bouligand de l'hydrogel naturel présent dans le ventre des homards. La structure bouligand confère à l'hydrogel naturel une résistance à la traction élevée et une ténacité à la rupture, ce qui est également observé dans le matériau de protection amélioré.