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Une sphère creuse nage comme une méduse grâce à des ondes sonores.

publié le

Réussir à mettre en mouvement des microrobots capables de transporter de petites quantités de médicament dans le corps humain représente un défi technologique primordial. Cela permettrait d’augmenter l’efficacité des agents actifs, et d’en limiter les effets secondaires.

Dans cette optique, l’approche expérimentale présentée propose d’utiliser le plus simple des objets : une sphère creuse. Sous pression, une telle sphère devient instable et s’effondre sur elle-même. Alors que cette instabilité est généralement considérée comme un défaut de structure mécanique, cette propriété est ici utilisée pour propulser la sphère dans un liquide.

Une expérience à l’échelle macroscopique a permis de montrer que l’énergie contenue dans des ondes échographiques est suffisante pour dégonfler et regonfler périodiquement une telle sphère. Ces déformations conduisent à un mouvement de nage. La vitesse de déplacement dépend essentiellement de l’épaisseur de la coque et de l’intensité sonore. A petite échelle, elle devrait être suffisante pour permettre de remonter le flux sanguin. Ainsi, un assemblage de quelques microbulles encapsulées avec différentes épaisseurs de coque pourrait constituer un microrobot dont le déplacement 3D serait contrôlé à distance par un appareil échographique - un appareil relativement bon marché et largement répandu dans le milieu hospitalier.

Illustration en film :

Sélectionné pour un focus de l’APS.

Voir en ligne : A. Djellouli, P. Marmottant, H. Djeridi, C. Quilliet, and G. Coupier, Phys. Rev. Lett. 2017