Découverte révolutionnaire : des insectes de jardin détiennent le secret de l’invisibilité

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Dans une récente étude dirigée par des chercheurs de l’Université d’État de Pennsylvanie, un petit insecte commun de nos jardins, la cicadelle, est au cœur d’une découverte pouvant révolutionner le domaine des matériaux optiques. Les cicadelles se recouvrent de particules minuscules, appelées brochosomes, dont la structure complexe vient d’être précisément répliquée par l’équipe de recherche. Cette avancée ouvre la voie au développement de matériaux inspirés de la biologie avec des applications potentielles allant des dispositifs de camouflage invisible aux revêtements pour améliorer l’efficacité de la collecte d’énergie solaire.

Une source d’inspiration naturelle pour l’innovation technologique

Les brochosomes sont des particules uniques en leur genre, dotées d’une géométrie rappelant celle d’un ballon de football avec des cavités, dont la fonction exacte pour les insectes demeurait un mystère depuis les années 1950. La première synthèse de brochosomes en laboratoire a été réalisée par cette même équipe en 2017, marquant un tournant dans la compréhension de leur fonctionnement.

Tak-Sing Wong, professeur d’ingénierie mécanique et de génie biomédical, souligne le potentiel de cette découverte pour l’innovation technologique, envisageant des applications telles que des dispositifs d’invisibilité thermique inspirés des stratégies de camouflage des cicadelles.

Défis et percées dans la fabrication de brochosomes synthétiques

Reproduire la complexité de la géométrie des brochosomes a représenté un défi majeur pour les scientifiques. Lin Wang, chercheur postdoctoral et auteur principal de l’étude, explique que la production de ces particules en laboratoire a nécessité l’utilisation de méthodes d’impression 3D de haute technologie. Cette approche a permis de réduire la réflexion de la lumière de jusqu’à 94%, un phénomène jamais observé dans la nature auparavant.

Potentielles applications futures

La compréhension approfondie de la géométrie et de la fonction des brochosomes ouvre des perspectives d’applications dans de nombreux domaines, notamment :

  • L’amélioration de la collecte d’énergie solaire : grâce à des revêtements capables de minimiser la réflexion lumineuse.
  • La protection des produits pharmaceutiques : par des revêtements qui les protègent des dommages causés par la lumière.
  • Des écrans solaires avancés : pour une meilleure protection de la peau contre les dommages solaires.
  • Des dispositifs de camouflage : exploitant la capacité des brochosomes à manipuler la lumière.

Les chercheurs prévoient d’améliorer la fabrication des brochosomes synthétiques pour atteindre une production à une échelle plus proche de celle des brochosomes naturels, ainsi qu’explorer d’autres applications potentielles, telles que le cryptage d’informations visible uniquement sous certaines longueurs d’onde lumineuses.

Une approche biomimétique en recherche de matériaux

Cette étude souligne la valeur de l’approche biomimétique en recherche, où la nature sert d’inspiration pour le développement de nouveaux matériaux avancés. Les insectes, souvent perçus comme de simples nuisibles, se révèlent être une source d’inspiration pour résoudre divers problèmes d’ingénierie.

L’étude a été soutenue par l’Office of Naval Research et a impliqué des chercheurs de l’Université Carnegie Mellon, soulignant l’importance de la collaboration interdisciplinaire dans la recherche moderne. Les découvertes relatives aux brochosomes illustrent comment une meilleure compréhension du monde naturel peut conduire à des innovations technologiques significatives, ouvrant de nouvelles voies pour l’ingénierie des matériaux et la conception de dispositifs optiques avancés.

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Eric GARLETTI
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