Ingénierie tissulaire, microrobotique, photonique…Autant de domaines où la micro-impression 3D offre de nombreuses possibilités. Les objets fabriqués par ce procédé possèdent cependant des propriétés de surface difficilement modulables. Des chercheurs de l’IS2M (CNRS/Université de Haute Alsace) proposent une stratégie basée sur la polymérisation radicalaire contrôlée pour modifier à façon et simplement, via la lumière, les propriétés de surface d’un micro-objet 3D.
La revue Advanced Functional Materials a récemment publié ces résultats.
Stratégie de post-fonctionnalisation des micro-objets
La micro-impression 3D par photopolymérisation a connu un essor important ces dernières années grâce à la commercialisation d’imprimantes de plus en plus performantes. Ces équipements scientifiques de haute précision rendent possible le prototypage rapide de structures 3D complexes aux échelles nano- à millimétriques. Malgré ces prouesses technologiques, les micro-objets élaborés présentent cependant des propriétés de surface difficilement modifiables. C’est ainsi puisqu’elles sont fixées par le type de résine polymère utilisée pour les fabriquer. Pourtant, décorer la surface d’un micro-objet par des motifs géométriques nanométriques ou encore guider l’ancrage cellulaire à certains endroits uniquement d’un micro-objet biocompatible sont des exemples qui montrent qu’un tel contrôle serait souhaitable. C’est chose faite grâce à une nouvelle stratégie de post-fonctionnalisation de ces micro-objets. Les chercheurs de l’IS2M ont utilisé des macro-photoamorceurs synthétisés par polymérisation radicalaire contrôlée.
Une nouvelle approche
Contrairement à une photopolymérisation classique où les chaines polymères formées sont dites « mortes », les chercheurs ont utilisés des chaines polymères dites « vivantes ». Et donc disponibles pour réamorcer une réaction de photopolymérisation à partir de la surface de l’objet. Cette stratégie permet d’introduire de façon successive sur l’objet plusieurs monomères aux propriétés distinctes. Par exemple, l’adhésion ou la non-adhésion cellulaire, la mouillabilité ou non, la rigidité ou au contraire la flexibilité, la conductivité ou l’isolation électrique ou thermique etc. L’utilisation d’une source de lumière focalisée permet qui plus est de localiser précisément ces modifications sur la surface de l’objet. Cette nouvelle approche qui couple micro-impression 3D et ingénierie macromoléculaire permet un contrôle spatio-temporel sans précédent des modifications chimiques et physico-chimiques des objets obtenus, leur conférant un caractère 4D.
On-demand Editing of Surface Properties of Microstructures Made By 3D Direct Laser Writing via Photo-mediated RAFT polymerization
Xingyu Wu, Bryan Gross, Benjamin Leuschel, Karine Mougin, Sébastien Dominici, Simon Gree, Mehdi Belqat. Vitalii Tkachenko, Benjamin Cabannes-Boué, Abraham Chemtob, Julien Poly, Arnaud Spangenberg, Advanced Functional Materials 22 Décembre 2021.
DOI: 10.1002/adfm.202109446
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