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Bio-inspired Tribological Interfaces

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Nature et tribologie s’associent pour concevoir de nouvelles approches

Une initiative financée par l'UE a développé de nouveaux produits pour la santé et le bien-être. Leur conception s’inspire de la nature.

Recherche fondamentale
Santé

Le corps humain est extrêmement complexe, il rassemble de multiples assemblages faits de tissus vivants mobiles et d’une myriade d'interfaces de contact. Les progrès scientifiques récents permettent maintenant que l'ingénierie traditionnelle de la tribologie, qui étudie la friction, l'usure et la lubrification des pièces mobiles, soit appliquée aux tissus humains. Le projet TRIBO-SURFING (Bio-inspired tribological interfaces) a ainsi développé des produits de santé et de style de vie qui interagissent avec le corps humain en étant basé sur des créatures vivantes (biomimétiques). La nature a déjà inventé des systèmes qui permettent de diminuer ou d’augmenter les frottements, ceux-ci peuvent donc servir de modèles en ingénierie et raccourcir la conception d'interfaces tribologiques ayant les mêmes fonctions. Les chercheurs ont exploré quatre concepts liés au développement de systèmes anti-frottements comme par exemple, les propriétés de bio-lubrification de l'articulation synoviale basées sur l'effet combiné du cartilage articulaire et des fluides synoviaux. Ils ont également étudié le comportement tribologique de la peau humaine, l’adhésion des cellules sur des biomatériaux polymériques ou la lubrification des poissons amphibies via leurs cellules de mucus et micro-réseaux cutanés. Les chercheurs ont par exemple, étudié un concept lié au développement de systèmes de friction pour les aiguilles et sutures médicales. Ce concept s’appuie sur les piquants du porc-épic, constitués de picots microscopiques déployables orientés vers l'arrière sur le poil qui facilitent leur pénétration dans les tissus et les rendent très difficiles à enlever. Les chercheurs ont appliqué les principes responsables de ces structures naturelles pour développer de nouveaux concepts d’interfaces tribologiques, qui tout en étant respectueux de l’homme et de l’environnement, présentent une fonctionnalité améliorée. Les partenaires du projet ont utilisé ces connaissances pour créer des couches de surface/interface capables de réduire les frottements, l'usure des articulations, des implants articulaires et des sutures médicales. Ils ont également utilisé ces concepts pour le développement d'un système d'augmentation de la friction améliorant l'interaction entre les vis pédiculaires vertébrales et l'os. Les chercheurs ont par ailleurs réalisé une peau artificielle qui imite les propriétés mécaniques, les performances de frottement et les propriétés physiques et chimiques de la peau humaine pour créer de nouveaux pansements.

Mots‑clés

Tribologie, friction, TRIBO-SURFING, interfaces tribologiques, biomimétisme

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