Une plante carnivore inspire un matériau lubrifiant révolutionnaire

Une plante carnivore asiatique qui attire ses proies dans un piège lubrifié a inspiré à des chercheurs un nouveau matériau révolutionnaire capable de repousser à la fois l'eau, les hydrocarbures et le sang tout en se réparant lui-même en cas de besoin.

La feuille de lotus était déjà devenue légendaire pour sa capacité à  émerger immaculée des eaux les plus fangeuses. L’arrivée du microscope  électronique, dans les années 1970, avait permis aux botanistes de constater  que le lotus devait cette propriété “hydrophobique” à la structure de sa  feuille. Celle-ci est recouverte de minuscules papilles piégeant de l’air, qui  empêche donc l’eau de s’y “coller” et fait rouler les gouttelettes et la saleté  le long de sa surface. 

Un mécanisme rudimentaire en apparence qui aura tout de même requis une  vingtaine d’années pour être transféré vers des applications industrielles,  comme des peintures, des vitres et des tissus dit “auto-nettoyants”.

La tâche est encore plus compliquée lorsqu’il s’agit de concevoir des  surfaces empêchant l’adhésion de liquides organiques visqueux, l’huile et les  hydrocarbures par exemple. L’enjeu est pourtant énorme dans un grand nombre de  domaines, comme l’optique, la construction d’engins microscopiques et la  biologie médicale.

Des chercheurs de l’Université de Harvard (USA) dirigés par Tak-Sing Wong  ont peut-être trouvé la solution en observant une famille de plantes carnivores  du sud-est asiatique, les nepenthes.

Les feuilles de ces plantes, dont on a recensé plus de cent espèces, ont la  particularité de former des urnes remplies d’un liquide digestif. Attirés par  les couleurs vives et le nectar sucré des népenthes, les insectes se posent à  l’intérieur de l’urne, recouvert d’une surface lubrifiée. Incapables de  remonter, ils glissent alors au fond de l’urne où ils sont digérés.

Contrairement à la feuille de lotus qui utilise l’air pour repousser  directement l’eau, la surface interne des népenthes est recouvert d’un liquide  créant un film régulier et continu. Et c’est ce film aqueux qui repousse à son  tour les autres liquides, explique M. Wong dans une étude publiée mercredi par  la revue scientifique Nature.

En s’inspirant de cette trouvaille de la nature, les auteurs ont mis au  point un matériau spongieux rempli d’un fluide lubrifiant, baptisé SLIPS  (littéralement “glisse”), qui repousse aussi bien l’eau que les liquides  organiques, comme le sang et le pétrole brut.

Contrairement à l’effet lotus, ces propriétés lubrifiantes ne sont pas  étroitement liées à la microstructure de la surface et cette technique pourrait  donc être utilisée sur des matériaux faciles à produire et peu coûteux, par  exemple une membrane de Teflon, assurent les chercheurs.

Avantage supplémentaire, le SLIPS peut résister à de fortes pressions et il  est capable de se “réparer” tout seul lorsque le matériau poreux est endommagé  par un impact ou l’usure, en recréant un film lubrifiant à sa surface, souligne  dans un commentaire séparé Michael Nosonovsky, du département d’ingénierie de  l’Université du Wisconsin à Milwaukee.

Cette découverte pourrait conduire à de multiples applications en médecine,  dans le transport de carburants ou en aéronautique (revêtements antiglace).

Selon M. Nosonosvky, il faudra toutefois poursuivre les recherches, le  prototype de SLIPS n’ayant encore qu’une durée de vie très limitée.