Un étudiant découvre une encre imprimable en 3D que « tout le monde recherchait », déclare un professeur de physique

Apr 18, 2024

21 avril 2023

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par Mary Kate Brogan, Université du Commonwealth de Virginie

Trouver une encre imprimable en 3D qui conduise l'électricité tout en étant solide, flexible et extensible est l'un des objectifs des scientifiques des matériaux du monde entier depuis les débuts de l'impression 3D, explique Daeha Joung, Ph.D., professeur adjoint au Département de physique de Collège des sciences humaines et des sciences de l'Université du Commonwealth de Virginie.

Ainsi, l’année dernière, quand Andy Shar est entré dans son laboratoire avec l’impatience de chercher la solution, Joung était inquiet mais a donné une chance à Shar. Et il est reconnaissant de l’avoir fait.

"J'essayais de trouver cette encre moi-même", a déclaré Joung. "Mais d'une manière ou d'une autre, Andy a découvert la recette."

La découverte a ouvert de nouvelles opportunités pour Shar, désormais étudiante en deuxième année avec une spécialisation en biologie au Collège des sciences humaines et une mineure en études religieuses à la School of World Studies. Il a travaillé avec Joung et son équipe de recherche dans le cadre du programme d'opportunités de recherche de premier cycle du VCU.

Aux côtés de Phillip Glass, étudiant au doctorat. Dans le programme de nanosciences et nanotechnologies, Shar a publié deux articles universitaires, dont un dans la revue Advanced Functional Materials dont il a été le premier auteur. Il en a également soumis un autre, ainsi qu'un chapitre de livre, et a été invité à faire une présentation lors de conférences sur la découverte.

"Le matériau que nous avons découvert était un composite de silicone - polydiméthylsiloxine, ou PDMS - et nous avons dispersé des nanotubes de carbone, ou CNT, à l'intérieur de ce silicone, ce qui est assez difficile à réaliser", a déclaré Shar. "Nous avons utilisé une technique assez simple et respectueuse de l'environnement pour le réaliser, qui peut être utilisée à température ambiante. Le processus de fabrication étant simple, il est accessible à d'autres personnes et peut-être même aux entreprises qui souhaitent l'utiliser commercialement."

Joung, Shar et Glass continuent d'utiliser l'encre imprimable en 3D dans le développement de dispositifs personnalisables de surveillance de la santé des patients et de peau électronique, ou eSkin, des capteurs portables permettant de détecter le mouvement des articulations ou de surveiller la santé cardiaque et respiratoire.

"Ce que le Dr Joung a vraiment été pionnier, c'est l'utilisation de l'impression 3D pour créer des échafaudages capables de simuler l'architecture de la moelle épinière", a déclaré Shar. Lui et Joung espèrent que cette technologie, imprégnée d’informations bio-imprimées qui permettraient aux cellules de repousser, pourra aider les personnes souffrant de lésions médullaires à retrouver leurs fonctions sensorielles et motrices.

Ici, l'étudiant et le mentor partagent leurs réflexions sur ce qu'ils ont appris en travaillant ensemble.

Je vais commencer par le début et aborder ce qui m'a attiré en premier lieu dans le laboratoire du Dr Joung : [mon] expérience passée en recherche au secondaire. J'ai toujours beaucoup aimé les choses pratiques, et la science des matériaux et la nanotechnologie étaient deux de mes principaux intérêts en arrivant à VCU. J'ai donc aimé la façon dont il a intégré cela à l'impression 3D – quelque chose que je n'avais jamais fait auparavant, mais que j'étais également ravi d'utiliser – avec des applications biologiques. J'ai l'intention de me diriger vers le domaine médical, ce serait donc quelque chose qui serait en rapport avec mon futur métier. C'était donc certainement quelque chose d'intéressant.

Pour ce projet spécifique, j'ai commencé par travailler avec Phillip Glass, un étudiant diplômé en physique, sur son projet, et c'est devenu une progression naturelle parce que je l'aidais. J'avais un certain intérêt pour la chimie et le processus de fabrication de l'encre et du matériau. Et comme je l'aidais, j'ai décidé de faire mes propres essais. Et je remercie vraiment le Dr Joung de m'avoir donné la flexibilité et l'indépendance nécessaires pour le faire. J'expérimentais, et une fois que j'ai trouvé une encre qui, à mon avis, fonctionnerait, nous avons alors décidé que si elle était suffisamment unique et si elle présentait certains avantages par rapport à ce qui était vu dans la littérature, alors nous pourrions écrire un article à ce sujet. J'ai donc fait plus de recherches là-bas.