Les créateurs imaginent que leur nouveau capteur d’UV inspiré du calmar sera porté sur les chemises et les maillots de bain.
Les dangers d’une exposition prolongée au soleil ne sont plus à démontrer et, au fil des ans, nous avons vu apparaître un certain nombre de solutions technologiques intéressantes qui alertent l’utilisateur lorsqu’il doit se mettre à l’ombre. Des scientifiques de l’université de Northeastern ont imaginé une autre possibilité, issue d’une découverte fortuite concernant le camouflage des calamars.
Les éco-capteurs en papier qui préviennent de l’imminence d’un coup de soleil, les bracelets élégants qui surveillent l’exposition au soleil et les bracelets qui vous indiquent quand il est temps de réappliquer de la crème solaire ne sont que quelques-uns des dispositifs que nous avons vus conçus pour réduire l’incidence du cancer de la peau dû à l’exposition aux UV.
Le point de départ de l’équipe de Northeastern s’est avéré être une étude sur la façon dont les créatures marines à tentacules, comme le calmar, sont capables de se fondre sans effort dans leur environnement.
Cette recherche a permis aux scientifiques d’identifier une série de pigments, de réactions chimiques et de mécanismes qui facilitent cette forme de camouflage, mais c’est un élément en particulier qui joue un rôle central. Appelée xanthommatine, cette petite molécule est ce qui donne au calmar sa couleur visible. L’équipe avait déjà démontré qu’il était possible de la manipuler pour obtenir des capacités de changement de couleur et, à cette fin, elle étudiait la manière dont elle pourrait être intégrée dans des vêtements ou d’autres produits de consommation.
Mais lorsque la xanthommatine a été laissée sur la paillasse du laboratoire à la lumière ambiante afin de tester sa stabilité dans des environnements de tous les jours, les scientifiques ont été déçus de constater qu’elle ne pouvait pas le faire sans changer de couleur.
« Lorsque nous avons remarqué qu’il changeait de couleur à la lumière, nous étions super ennuyés », explique Leila Deravi, professeur adjoint de chimie et de biologie chimique à la Northeastern University.
Les scientifiques ont mis au point un capteur UV composé de cinq couches de plastique et d’un papier photosensible.
Certains membres de l’équipe de Leila Deravi avaient déjà étudié les microfluides à base de papier et se sont demandé si les nouvelles capacités de sensibilité à la lumière de la molécule pouvaient servir de base à une nouvelle forme de capteur UV. Ils ont donc conçu un dispositif de la taille d’un doigt qui pourrait être porté sur une chemise ou un maillot de bain, comprenant cinq couches de plastique fin, ainsi qu’un morceau de papier rond traité avec le pigment puis séché.
Un « bouton » a également été intégré au dispositif, qui libère un fluide à partir d’un petit réservoir situé sur son bord. Ce fluide circule dans des canaux découpés dans le plastique et hydrate le papier traité. Cela active essentiellement le dispositif et le résultat est un papier humide qui réagit aux rayons UV, passant d’une couleur jaune/orange à une couleur rouge plus il est exposé aux UV.
« Nous savons tous plus ou moins que trop de soleil un jour à fort indice UV est mauvais. Mais nous ne savons pas nécessairement comment cela se traduit en termes de temps d’exposition au soleil », a déclaré l’auteur de l’étude, Dan Wilson. « Cet autocollant est destiné à fournir une indication visuelle et qualitative du moment où vous êtes peut-être resté trop longtemps au soleil et où vous devriez envisager de passer un peu de temps à l’ombre ou de réappliquer votre crème solaire. »
L’équipe a testé son autocollant et a constaté qu’il fonctionnait bien dans diverses conditions. Cela a impliqué de le calibrer pour les niveaux d’UV que les gens sont susceptibles de rencontrer dans différents scénarios, et même de l’enduire de crème solaire, ce qui l’a fait changer de couleur beaucoup plus lentement.
« Je pense que vous êtes toujours surpris par ce qu’est une durée d’exposition au soleil sans danger », a déclaré Dan Wilson. « Cela dépend vraiment de la météo, mais il peut s’agir de quelques minutes ».
Les scientifiques imaginent que l’appareil trouvera son utilité non seulement pour surveiller l’exposition au soleil, mais aussi dans d’autres scénarios où les gens ont besoin de mesurer le rayonnement UV, comme lors de la stérilisation de surfaces, par exemple.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.1c02342
https://news.northeastern.edu/2022/02/23/wearable-uv-detector/
