Impression 3D sous la lumière du soleil

Dans l'univers en pleine expansion de l'impression 3D, une étape cruciale est la photopolymérisation : le passage d'un matériau liquide à une structure solide sous l'effet de la lumière. Or, pour amorcer cette réaction, la plupart des systèmes utilisent des photo-amorceurs sensibles aux rayons ultraviolets (UV), une technologie efficace mais limitée par des coûts énergétiques élevés et des préoccupations environnementales et sanitaires liées à la toxicité de ces molécules.

Des chimistes de l’Institut de science des matériaux de Mulhouse (CNRS/Université de haute-Alsace) et l’Institut de chimie radicalaire (CNRS/Aix Marseille Université), en collaboration avec des scientifiques australiens et chinois, ont donc mis au point une nouvelle génération de photo-amorceurs fonctionnant avec des LED bleues et même avec la lumière du soleil. Leur secret ? Une molécule hybride intégrant deux structures chimiques actives qui absorbent la lumière visible. Une fois éclairées, ces molécules libèrent des radicaux libres capables d'amorcer la réaction de polymérisation. En combinant une approche théorique prédictive et des expériences sur plusieurs molécules candidates, ils ont pu identifier la plus prometteuse pour amorcer efficacement la polymérisation à la lumière du jour. Baptisée "C5", celle-ci a en effet démontré des performances supérieures aux références commerciales, avec une efficacité accrue de 40 à 132 % selon la longueur d'onde de la lumière utilisée.

Mieux encore, ce nouveau photo-amorceur est non seulement plus performant, mais aussi moins toxique que ses prédécesseurs, un critère essentiel pour des applications biomédicales ou alimentaires. Des tests de cytotoxicité ont montré une meilleure compatibilité avec les cellules humaines par rapport à d'autres amorceurs largement utilisés.

Les implications de cette découverte sont nombreuses : fabrication de matériaux plus écologiques, impression 3D à grande échelle sous la lumière naturelle, développement de dispositifs médicaux plus sûrs... bref, une impression 3D à la fois plus précise, durable et accessible à tous, grâce à la simple lumière du jour. Cette étude est parue dans la revue Angewandte Chemie International Edition.

Rédacteur: AVR