Métaux antibactériens inspirés par la nature
Publié par Redbran le 19/03/2019 à 14:00
Source: © Union européenne, [2019] / CORDIS
Les scientifiques ont mis au point une surface métallique texturée au laser et imperméable aux liquides pour aider à améliorer la productivité et à réduire les coûts dans l'industrie alimentaire.


Surface Hydrophobe ©TresClean

De l'aviation (L'aviation est une activité aérienne définie par l'ensemble des acteurs, technologies et règlements qui permettent d'utiliser un aéronef dans un but...) à la médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son fonctionnement normal...), de nombreux secteurs utilisent de plus en plus souvent des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) imitant le lotus, dont les feuilles ont des propriétés autonettoyantes. Grâce à la structure de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure,...) bosselée recouverte de cristaux de cire (Chimiquement, la cire est un ester de l'éthylène glycol et de deux acides gras ou un monoester d'acide gras et d'alcool à longues chaines. Le terme de cire a longtemps fait...) en forme de tube, l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) qui tombe sur ces feuilles forme des perles qui roulent, emportant la poussière et la saleté. En utilisant ce concept naturel d'effet lotus, une équipe de scientifiques a fait un pas de géant vers la production de tôles autonettoyantes à l'échelle industrielle. Soutenue par le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) TresClean, financé par l'UE, l'équipe a créé une surface rugueuse sur le métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques dans le cas des métaux alcalins. Les...) qui réduit la mouillabilité et empêche l'adhérence bactérienne.

Un article du réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets »,...) Science|Business Network composé d'organisations industrielles de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) et politiques résume ainsi la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :): "TresClean a utilisé des dispositifs de découpe laser (Un laser est un appareil émettant de la lumière (rayonnement électromagnétique) amplifiée par émission stimulée. Le terme laser provient de l'acronyme...) haute puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) pour créer des “pointes” et des “crêtes” microscopiques dans la tôle permettant aux liquides le rebondir sur la micro-topographie brute qui imite la surface de la feuille (La feuille est l'organe spécialisé dans la photosynthèse chez les végétaux supérieurs. Elle est insérée sur les...) de lotus."

Éviter la contamination bactérienne

Le même article note que cette structure particulière "crée des poches d'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec...) miniatures qui minimisent la zone de contact entre la surface et un liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.), presque comme si elle était posée sur un lit d'aiguilles". Luca Romoli, coordinateur du projet TresClean, explique: "De la même manière que les feuilles de lotus restent propres, sans avoir besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires, les besoins secondaires...) de produits de nettoyage ou de produits chimiques, leurs surfaces dentelées et rugueuses permettent à l'eau de rester sous forme de gouttelettes sphériques en empêchant leur “propagation”".

Il ajoute: "Les bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le...) n'ont aucune chance de s'y coller car le contact avec la surface métallique et le liquide est réduit de plus de 80 %. Il s'agit d'un métal antibactérien." Les techniques de TresClean "seront appliquées à la production de pièces de machines autonettoyantes et aseptiques pour l'industrie alimentaire (par exemple des composants en contact avec des aliments biologiques) et les appareils ménagers (par exemple des lave-vaisselles)" comme cela est indiqué sur le site web (Un site Web est un ensemble de pages Web hyperliées entre elles et mises en ligne à une adresse Web. On dit aussi site Internet par métonymie, le World Wide Web reposant sur Internet.) du projet.

Une réduction des phases de nettoyage

Dans l'article, le professeur Romoli décrit l'impact du projet: "Les cuves des laiteries doivent être nettoyées toutes les 6 à 8 heures (L'heure est une unité de mesure  :) pour éviter une croissance exponentielle (En mathématique, en économie et en biologie, on parle d'un phénomène à croissance exponentielle (ou géométrique) lorsque la croissance en valeur absolue de la...) des bactéries. Cela entrave leur utilisation et affecte donc le rendement." Il poursuit en disant: "En économisant plusieurs heures de nettoyage par jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel....), cela permettra d'améliorer l'efficacité en réduisant le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de cycles de stérilisation et le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de nettoyage dans l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un...) de la production. Cela permettra également de réduire la consommation d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) en réduisant le nombre de phases de nettoyage, ce qui rendra la production alimentaire plus rapide, plus sûre et plus rentable." Selon le professeur Romoli, TresClean pourrait également s'avérer bénéfique pour les outils de coupe médicaux et les surfaces stériles, entre autres applications.

Le projet en cours TresClean (High ThRoughput lasEr texturing of Self-CLEANing and antibacterial surfaces) a été mis en place "pour transformer la texturation des surfaces laser d'un processus à faible productivité limité par un manque de puissance et une manipulation restreinte du faisceau en un processus à haut débit (Le terme de haut débit (ou large bande par traduction littérale de l'expression anglosaxonne broadband) fait référence à des capacités d'accès à internet supérieures à celle de l'accès...) utilisant des lasers à haute puissance et à impulsions ultra-courtes ainsi que des scanners à grande vitesse (On distingue :)" comme cela est indiqué sur CORDIS. Les partenaires du projet espèrent que le développement de la technologie laser sera achevé à la mi-2019.


Pour plus d'informations, veuillez consulter: Site web du projet TresClean
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