Le calmar fait partie des espèces capables de changer la couleur de leur peau en fonction des conditions environnementales. Cette caractéristique a intéressé des scientifiques chinois qui ont ainsi eu l’idée de fabriquer une peau artificielle inspirée de ces céphalopodes.
Auparavant, on avait déjà utilisé les caractéristiques de la peau du calmar pour développer une peau qui peut retenir la chaleur, des dispositifs pour surveiller l’exposition au Soleil, ou encore pour rendre transparentes les cellules humaines. Maintenant, des chercheurs du Dalian University of Technology en Chine ont créé une nouvelle peau artificielle flexible, pouvant à la fois tuer les champignons et bactéries et résister au froid extrême.
Grâce à ses propriétés, la nouvelle peau pourrait à l’avenir ouvrir la porte à de nouvelles applications, que ce soit dans le domaine de la robotique douce, des dispositifs médicaux portables ou encore des prothèses et interfaces homme-ordinateur.
Les caractéristiques de la peau du calmar
Tout comme les caméléons, les poissons tropicaux et d’autres espèces de céphalopodes, les calmars peuvent changer de couleur de peau grâce à des nanostructures photoniques périodiques. Leur peau change de couleur en réponse à des stimuli environnementaux externes, mais le changement de couleur est aussi utilisé lors des parades nuptiales, pour la communication et le camouflage. Ce sont les chromatophores qui sont responsables des changements. Il s’agit de milliers de cellules se trouvant sous la surface de leur peau, et qui sont connectées au système nerveux.
Au centre de chacun des chromatophores, il existe un sac élastique rempli de pigment. La taille des chromatophores est contrôlée par les contractions musculaires, ce qui fait varier la couleur de la peau du calmar en fonction de l’endroit où il se trouve. Chez certaines espèces de calmar, l’irisation dynamique et la pigmentation sont aussi dues à la présence de protéines de réflectine.
Selon les explications de Wenbin Niu, co-auteur de l’étude, la peau biologique transforme les informations environnementales en signaux bioélectriques. Elle les transmet ensuite au système nerveux qui perçoit les contraintes externes, les sensations tactiles, la température ou encore les vibrations. Chez les céphalopodes, en plus des signaux bioélectriques, la peau est aussi capable de percevoir activement l’environnement complexe à travers le changement de couleur.
La création de la nouvelle peau artificielle
Pour créer la nouvelle peau photonique-ionique baptisée PIskin, les chercheurs ont imité l’arrangement de la réflectine dans la peau du calmar. Il y a un changement rapide de couleur lorsque la nanostructure photonique de la peau artificielle est exposée à des stimuli externes. En même temps, les stimuli mécaniques et thermiques sont traduits en signaux électriques par la modification du transport ionique dans la peau.
Pour améliorer les propriétés du PIskin, les chercheurs y ont ajouté un composé antimicrobien puissant appelé monolaurate de glycérol (GML) et un tensioactif, émulsifiant et détergent industriel du nom de polyéthylène glycol 200 (PEG-200). Le GML permet à la peau de tuer la majorité des bactéries et des champignons et le PEG-200, avec son point de congélation bas, permet au produit de résister aux basses températures sans pour autant geler ou se dessécher facilement.
Les chercheurs ont pour projet futur de développer des peaux biomimétiques inspirées par d’autres espèces autres que le calmar.
SOURCE: New Atlas