Elastomères cristaux liquides électroactifs comme actionneurs et capteurs biosourcés et biomimétiques – AS-LCE

Les élastomères cristaux liquides (LCE) sont des polymères cristaux liquides légèrement réticulés, pour lesquels les unités cristaux liquides sont uniformément orientées dans l’ensemble du matériau (monodomaine). Ces LCE "monodomaine" peuvent ainsi se déformer largement (20-200%) et de manière unidirectionnelle et réversible, sous stimulation thermique ou lumineuse. Néanmoins, l’énergie électrique reste la forme de stimulation la plus désirée, car la nature utilise des impulsions électriques entre les nerfs et les muscles/la peau pour les fonctions motrices et les détections avec une efficacité extraordinaire, et la stimulation électrique est également la plus intégrable d’un point de vue industriel. Cependant, les exemples de LCE électrostimulables (eLCE) sont rares. Un polymère électroactif (EAP) ionique présente généralement une structure tricouche constituée de deux électrodes de polymère conducteur et d’une membrane centrale, source d’ions. Ces EAP ioniques souples peuvent ainsi convertir une stimulation électrique en déformation de flexion sous faible tension (<2V) (actionneur) ou convertir une stimulation mécanique en signal électrique mesurable et quantifiable (capteur). Malheureusement, ces systèmes ne permettent pas de générer de grandes déformations linéaires comme le font les muscles biologiques ou les LCE. Dans ce projet, nous proposons de développer de nouveaux eLCE ioniques multifonctionnels, biomimétiques et biosourcés, à la fois actionneurs et capteurs, en combinant des LCE et des EAP ioniques et en utilisant autant que possible des précurseurs biosourcés. Ces nouveaux eLCE ioniques pourront se déformer linéairement ou en flexion, séquentiellement ou simultanément, sous stimulation et contrôle électrique. Cette combinaison permettra d’atteindre des degrés de liberté et de contrôle sans précédent et rapprocheront davantage les matériaux stimulables de réels précurseurs de muscles artificiels biomimétiques, à la fois actionneurs et capteurs.