Innovations inspirées par la nature : nouvelles dynamiques des liquides à PolyU Hong Kong

Temps de lecture: 2 minutes
Par Francois Dupont
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Plante succulente démontrant des mécanismes innovants de flux de liquide.

ParisLes scientifiques de The Hong Kong Polytechnic University ont découvert une nouvelle méthode pour contrôler le mouvement des liquides, s'inspirant de la plante africaine Crassula muscosa. Cette découverte pourrait considérablement améliorer les technologies de dynamique des fluides.

Points clés sur la découverte :

  • Aujourd'hui, on pensait que les liquides ne pouvaient se déplacer que dans une seule direction fixe.
  • Crassula muscosa peut transporter des liquides dans des directions choisies.
  • Ce mécanisme unique de la plante pourrait inspirer de nouvelles technologies de transport des fluides.

La Crassula muscosa se trouve en Namibie et en Afrique du Sud. Dans cet environnement, l'eau est une ressource rare. La plante s'est adaptée en développant de petites feuilles qui régulent le flux d'eau. Ces feuilles ont une forme irrégulière, ce qui aide à diriger l'eau vers des zones spécifiques.

Quand les chercheurs versent le même liquide à deux pousses de cette plante, le liquide peut se diriger vers la pointe de l'une et vers la racine de l'autre. Cela est dû à l'angle distinct entre le corps de la pousse et ses nageoires.

Les chercheurs ont découvert comment manipuler la surface courbée d'un liquide, appelée le ménisque. Lorsque les ailettes sont plus pliées au bout, le liquide se déplace dans cette direction. Si les ailettes sont plus droites, le liquide s'écoule vers la base. Grâce à cette découverte, ils ont créé des structures imprimées en 3D nommées CMIAs qui fonctionnent comme ces ailettes.

Les nageoires artificielles peuvent désormais être contrôlées par un champ magnétique, permettant de modifier dynamiquement la direction du flux liquide. Il s'agit d'une avancée majeure car les nageoires naturelles sont incapables de se déplacer.

Les champs d'application potentiels des CMIAs sont vastes. Ils pourraient être utilisés dans :

  • La microfluidique
  • La synthèse chimique
  • Le diagnostic biomédical
  • Le mélange de liquides

La conception CMIA permet de fabriquer des vannes en forme de T pour mélanger des produits chimiques. Cette méthode évite les problèmes de chauffage rencontrés avec d'autres technologies microfluidiques et peut être utilisée avec divers produits chimiques.

Cette découverte peut transformer de nombreux domaines. La technologie permettant de contrôler le flux de liquide en temps réel ouvre de nouvelles perspectives pour la science et l'industrie. Ces avancées peuvent rendre les processus chimiques, les tests médicaux et la gestion de l'eau plus efficaces.

Les méthodes actuelles de déplacement des fluides présentent des problèmes de direction et d'efficacité. Étudier le fonctionnement de la Crassula muscosa pourrait nous aider à résoudre ces difficultés. Je pense que de futures recherches basées sur cette plante pourraient améliorer notre technologie. Suivez le développement de cette idée inspirée par la nature.

L'utilisation des processus naturels dans les matériaux créés par l'homme a toujours été prometteuse. Cette nouvelle étude soutient cette démarche. Les futurs progrès pourraient inclure des conceptions plus complexes et flexibles inspirées de diverses plantes et animaux. La nature continue de nous enseigner des leçons précieuses.

L'étude est publiée ici:

http://dx.doi.org/10.1126/science.adk4180

et sa citation officielle - y compris les auteurs et la revue - est

Ling Yang, Wei Li, Jiaoyuan Lian, Hengjia Zhu, Qiyu Deng, Yiyuan Zhang, Jiaqian Li, Xiaobo Yin, Liqiu Wang. Selective directional liquid transport on shoot surfaces of Crassula muscosa. Science, 2024; 384 (6702): 1344 DOI: 10.1126/science.adk4180
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