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Allons-nous bientôt porter des vêtement en fibres musculaires ?
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Allons-nous bientôt porter des vêtement en fibres musculaires ?

Il existe aujourd'hui des vêtements en coton, en soie, en fibres synthétiques ou même en algues ou en champignons. Mais des chercheurs de la McKelvey School of Engineering de l'Université de Washington, à Saint Louis, ont eu une nouvelle idée : des vêtements en fibres musculaires ! Des fibres biodégradables et plus solides que le Kevlar, qui pourraient aussi servir comme lacets pour nouer nos chaussures ou comme ceinture.

Muscles artificiels

Cela fait longtemps que les scientifiques essayent de fabriquer des muscles artificiels en laboratoire, pour actionner des robots mous, pour des prothèses ou remplacer des tissus lésés. La plupart des expériences visent à trouver des matériaux aux propriétés similaires à celles de muscles humains, à base de polymères élastiques, de nanotubes de carbone, d'alliages à mémoire de forme, ou même de fils de nylon. Malheureusement, ces matériaux présentent tous des inconvénients : coût prohibitif, usure prématurée ou mauvaise élasticité, moindre capacité à reprendre sa forme initiale.

Alors pourquoi ne pas s'inspirer de la biologie qui produit des muscles depuis des millions d'années ? « La nature est capable de produire de nombreux matériaux biodégradables à haute performance et pour un faible coût énergétique », témoigne Christopher Bowen, principal auteur de l'article paru dans Nature Communications. Pas question ici de tuer un quelconque animal pour récupérer ses muscles : l'équipe a développé un procédé chimique pour polymériser les protéines à l'intérieur des microbes artificiels.

Des microbes génétiquement modifiés pour produire des protéines de très grande taille

Les bactéries sont en effet capables de produire un grand nombre de molécules (protéines, médicaments, ou même vanilline). Mais ces molécules sont généralement de petite taille. Or, les fibres musculaires sont formées de longues protéines (lire encadré) dont la titine. Avec un poids moléculaire de 3.000 kDa, cette dernière est la plus grosse protéine naturelle connue ! Pour contourner ce problème, l'équipe a conçu des bactéries chimériques capables de reconstituer de petits segments de protéine en polymère de poids moléculaire d'environ deux mégadaltons, ce qui représente déjà 50 fois la taille d'une protéine bactérienne moyenne. Ils ont ensuite utilisé un procédé de filature humide pour convertir les protéines en fibres de titine d'environ dix micromètres de diamètre, soit un dixième de l'épaisseur d'un cheveu humain.

Une fibre aux propriétés mécaniques exceptionnelles

Résultat : une fibre, dont les propriétés mécaniques sont exceptionnelles, « largement supérieures à celles des matériaux synthétiques et naturels et [à] tous les matériaux microbiens jusqu'ici développés », attestent les chercheurs dans leur étude. « La titine artificielle offre une combinaison unique de ténacité, de résistance et de capacité d'amortissement, ainsi qu'une excellente capacité à dissiper l'énergie mécanique sous forme de chaleur », poursuit Christopher Bowen. De plus, sa production est bon marché et évolutive. Selon les calculs des chercheurs, un litre de culture peut produire 250 mètres de fibre. Le procédé est également évolutif : il est possible d'obtenir des vêtements plus ou moins doux ou épais.

Vêtements ou fils de suture

Outre les vêtements fantaisie ou de protection (le matériau étant ultra résistant), ce muscle artificiel pourrait également être utilisé pour des applications médicales du fait de sa biocompatibilité. Il pourrait, par exemple, servir pour des fils de suture ou pour réparer des blessures. « L'intérêt de notre méthode de fabrication est qu'elle peut s'appliquer à n'importe quel matériau », assure Cameron Sargent, coauteur de l'article. Les chercheurs espèrent ainsi créer de longues protéines artificielles aux propriétés inédites, plus solides et plus durables que les polymères à base de pétrole.


Source : Céline Deluzarche / Futura
Crédit : Crevis, Adobe Stock

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Allons-nous bientôt porter des vêtement en fibres musculaires ?

Il existe aujourd'hui des vêtements en coton, en soie, en fibres synthétiques ou même en algues ou en champignons. Mais des chercheurs de la McKelvey School of Engineering de l'Université de Washington, à Saint Louis, ont eu une nouvelle idée : des vêtements en fibres musculaires ! Des fibres biodégradables et plus solides que le Kevlar, qui pourraient aussi servir comme lacets pour nouer nos chaussures ou comme ceinture.

Muscles artificiels

Cela fait longtemps que les scientifiques essayent de fabriquer des muscles artificiels en laboratoire, pour actionner des robots mous, pour des prothèses ou remplacer des tissus lésés. La plupart des expériences visent à trouver des matériaux aux propriétés similaires à celles de muscles humains, à base de polymères élastiques, de nanotubes de carbone, d'alliages à mémoire de forme, ou même de fils de nylon. Malheureusement, ces matériaux présentent tous des inconvénients : coût prohibitif, usure prématurée ou mauvaise élasticité, moindre capacité à reprendre sa forme initiale.

Alors pourquoi ne pas s'inspirer de la biologie qui produit des muscles depuis des millions d'années ? « La nature est capable de produire de nombreux matériaux biodégradables à haute performance et pour un faible coût énergétique », témoigne Christopher Bowen, principal auteur de l'article paru dans Nature Communications. Pas question ici de tuer un quelconque animal pour récupérer ses muscles : l'équipe a développé un procédé chimique pour polymériser les protéines à l'intérieur des microbes artificiels.

Des microbes génétiquement modifiés pour produire des protéines de très grande taille

Les bactéries sont en effet capables de produire un grand nombre de molécules (protéines, médicaments, ou même vanilline). Mais ces molécules sont généralement de petite taille. Or, les fibres musculaires sont formées de longues protéines (lire encadré) dont la titine. Avec un poids moléculaire de 3.000 kDa, cette dernière est la plus grosse protéine naturelle connue ! Pour contourner ce problème, l'équipe a conçu des bactéries chimériques capables de reconstituer de petits segments de protéine en polymère de poids moléculaire d'environ deux mégadaltons, ce qui représente déjà 50 fois la taille d'une protéine bactérienne moyenne. Ils ont ensuite utilisé un procédé de filature humide pour convertir les protéines en fibres de titine d'environ dix micromètres de diamètre, soit un dixième de l'épaisseur d'un cheveu humain.

Une fibre aux propriétés mécaniques exceptionnelles

Résultat : une fibre, dont les propriétés mécaniques sont exceptionnelles, « largement supérieures à celles des matériaux synthétiques et naturels et [à] tous les matériaux microbiens jusqu'ici développés », attestent les chercheurs dans leur étude. « La titine artificielle offre une combinaison unique de ténacité, de résistance et de capacité d'amortissement, ainsi qu'une excellente capacité à dissiper l'énergie mécanique sous forme de chaleur », poursuit Christopher Bowen. De plus, sa production est bon marché et évolutive. Selon les calculs des chercheurs, un litre de culture peut produire 250 mètres de fibre. Le procédé est également évolutif : il est possible d'obtenir des vêtements plus ou moins doux ou épais.

Vêtements ou fils de suture

Outre les vêtements fantaisie ou de protection (le matériau étant ultra résistant), ce muscle artificiel pourrait également être utilisé pour des applications médicales du fait de sa biocompatibilité. Il pourrait, par exemple, servir pour des fils de suture ou pour réparer des blessures. « L'intérêt de notre méthode de fabrication est qu'elle peut s'appliquer à n'importe quel matériau », assure Cameron Sargent, coauteur de l'article. Les chercheurs espèrent ainsi créer de longues protéines artificielles aux propriétés inédites, plus solides et plus durables que les polymères à base de pétrole.


Source : Céline Deluzarche / Futura
Crédit : Crevis, Adobe Stock

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

11 - Aude

Jusqu’au 31 décembre

EXPOSITION
"VENI, VIDI... BÂTI !"

Le musée Narbo Via présente sa première exposition temporaire, Veni, Vidi… Bâti ! Cette dernière proposera une réflexion sur la persistance du prestigieux héritage architectural de la Rome antique et interrogera la notion de « fragment », architectural et archéologique.

Narbo Via
2 avenue André Mècle
11100 Narbonne
04 68 90 28 90
https://narbovia.fr


25 - Doubs

Jusqu'au 9 janvier 2022

EXPOSITION
"DESTINS DE CIRQUE"

Cette exposition présente les destins des femmes et hommes du cirque entre ombres et lumières. Costumes, affiches, instruments de musique, gravures originales, films … évoquent l’art du cirque du XVIIIe siècle à nos jours.
Les fabuleux dessins aquarellés des sœurs Vesque, les planches uniques du grand costumier Gérard Vicaire éclairent ces destins de cirque.

Saline royale
Grande rue
25610 ARC-ET-SENANS
03 81 54 45 45
www.salineroyale.com


34 - Hérault

Jusqu'au 27 mars 2022

EXPOSITION
"JEAN-FRANCIS AUBURTIN, UN ÂGE D'OR"

Jean-Francis Auburtin (1866-1930) s’inscrit dans la longue procession des peintres sur le motif : Delacroix, Courbet, Boudin, Jongkind, Monet...
En une centaine d'œuvres, le Musée de Lodève propose une rétrospective de ce peintre à redécouvrir.

Musée de Lodève
Square George Auric
34700 Lodève
04 67 88 86 10
www.museedelodeve.fr


35 - Ille-et-Vilaine

Jusqu'au 18 décembre

EXPOSITION
"CHÂTEAU DE FOUGÈRE : ARCHÉOLOGIE, LE PASSÉ DÉVOILÉ"

L'archéologie nous permet de comprendre le quotidien et les savoirs-faire de nos ancêtres.
Découvrez à travers cette exposition le fonctionnement d'une fouille archéologique et les objets enfouis dans le sol du territoire depuis des centaines d'anées...

Château de Fougères
Place Pierre Symon
35300 Fougères
02 99 99 79 59
www.chateau-fougeres.com


50 - Manche

Jusqu'au 2 janvier 2022

EXPOSITION
"LE PEUPLE DES DUNES, DES GAULOIS SOUS LA PLAGE"

Menée en partenariat avec l’INRAP. Dans cette exposition visant à valoriser le site archéologique gaulois découvert sous la plage d’Urville-Nacqueville, c’est une véritable immersion dans la vie quotidienne de nos ancêtres, à la fois navigateurs et commerçants, qui vous sont proposée.

Manoir du Tourp
Omonville-la-Rogue
50440 La Hague  
02 33 01 85 89
www.letourp.com


71 - Saône et Loire

Jusqu'au 31 décembre

EXPOSITION
"LES COULEURS DU CHAROLAIS-BRIONNAIS"

Ils sont nés ici, y ont grandi ; ils y résident pour la plupart ou y séjournent durant les vacances…leur point commun ? Ils l’ont tous dans la tête et dans le cœur ! Le Charolais-Brionnais sera mis à l’honneur à travers 130 photographies des membres du groupe Facebook « Les Couleurs du Charolais-Brionnais ».

La Maison du Charolais
43 Route de Mâcon, RCEA N79 sortie 12
71120 Charolles
03 85 88 04 00
www.maison-charolais.com


88 - Vosges

Du 3 décembre au 2 janvier

EPINAL
"VILLAGE DE SAINT-NICOLAS"

Marché d'Artisans d'Art, manège en bois.

Place Pinau
88000 Épinal
06 80 10 76 31
www.tourisme-epinal.com

Lieux:

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