Une peau de camouflage s’inspirant de la pieuvre

Les chercheurs rapportent la création d’une peau de camouflage qui s’inspire de la pieuvre et de la seiche. Ce matériau avec une texture 3D programmable possède de nombreuses applications, car on peut le transformer selon les besoins.


Les chercheurs rapportent la création d'une peau de camouflage qui s'inspire de la pieuvre et de la seiche. Ce matériau avec une texture 3D programmable possède de nombreuses applications, car on peut le transformer selon les besoins.
Crédit : J.H. Pikul et al., Science (2017)

Pour la pieuvre et la seiche, le fait changer instantanément la couleur et le motif de la pour disparaître dans l’environnement n’est qu’une partie de leurs prouesses de camouflage. Ces animaux peuvent également transformer rapidement leur peau en une surface 3D texturée en donnant un contour irrégulier à l’animal qui imite les algues, les coraux ou d’autres objets qui sont utiles pour le camouflage.

Désormais, des ingénieurs de l’Université Cornell rapportent leur invention de surfaces extensibles avec un camouflage par une texture 3D programmable. Une peau de camouflage synthétique inspirée par l’étude et la modélisation de la et de la seiche. Les ingénieurs, ainsi que Roger Hanlon, biologiste pour les céphalopodes du laboratoire de biologie marine (MBL) ont publié leurs travaux dans la revue Science.1

Sous la direction de James Pikul et Robert Shepherd, le matériel pneumatique de l’équipe s’inspire des papilles que les céphalopodes peuvent utiliser en un cinquième de seconde pour un camouflage dynamique. De nombreux animaux possèdent des papilles, mais elles ne peuvent pas s’étendre et se rétracter instantanément comme avec la pieuvre et la seiche selon Hanlon qui est le principal expert en camouflage dynamique des céphalopodes. Ce sont des mollusques à corps mou sans coquille et leur principale défense est leur peau de camouflage.

Les papilles sont des exemples d’hydrostat musculaires qui sont des structures biologiques constituées de muscles sans support squelettique (comme la langue humaine). Hanlon et des membres de son laboratoire ont été les premiers à décrire la structure, la fonction et la biomécanique de ces papilles.

Le niveau de liberté dans le système des papilles est exceptionnel selon Hanlon. Dans la seiche européenne, il existe au moins 9 séries de papilles qui sont contrôlées indépendamment par le cerveau et chaque passe d’une surface plane en 2D à un continuum de formes jusqu’à ce qu’elle atteigne sa forme finale qui peut être conique ou similaire à des trilobes. Ces papilles peuvent prendre une douzaine de formes possibles et cela dépend de l’agencement des muscles de l’hydrostat. La découverte des ingénieurs a été de développer des groupements de tissus synthétiques qui permettent aux matériaux extensibles 2D programmables d’étendre et de rétracter en une gamme de formes 3D.

Les ingénieurs ont développé de nombreuses méthodes pour contrôler la forme des matériaux souples et extensibles, mais nous voulions le faire de façon simple, rapide et facile à contrôler selon James Pikul, auteur principal de l’Université de Pennsylvanie. Nous avons été attirés par la façon dont les céphalopodes réussissent à modifier leur texture de peau et nous avons donc étudié les muscles qui permettent aux céphalopodes de contrôler leur texture et nous avons utilisé ces idées dans une méthode de contrôle de la forme des matériaux souples et extensibles.

C’est un exemple classique d’ingénierie bio-inspirée avec une gamme d’applications potentielles selon Hanlon. Par exemple, on pourrait transformer le matériau pour refléter la lumière dans ses espaces 2D et absorber la lumière dans ses formes 3D. Cela implique des applications dans n’importe quelle situation où vous voulez manipuler la température d’un matériau.

La pieuvre et la seiche utilisent des papilles uniquement pour le camouflage selon Hanlon, car cela aurait un effet négatif pour la locomotion, la signalisation sexuelle ou l’agression. Pour une nage rapide, l’animal doit avoir une peau lisse et pour la signalisation sexuelle, il ressemblerait à une vieille verrue s’il utilisait ces papilles. La même chose pour le combat, car les papilles donneraient un air inoffensif à ces animaux. Une courte vidéo montrant cette peau synthétique de camouflage.

 

Sources

1.
Stretchable surfaces with programmable 3D texture morphing for synthetic camouflaging skins. Science. http://dx.doi.org/10.1126/science.aan5627.

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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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