Des ingénieurs du MIT, en collaboration avec l'EPFL et l'Université de Cincinnati, ont mis au point une nouvelle méthode pour créer des robots microscopiques flexibles contrôlés par des champs magnétiques. Cette avancée, publiée dans la revue Matter, permet la fabrication de structures complexes en gel hydrogel magnétique qui peuvent se déplacer et se déformer avec une précision micrométrique sous l'effet d'un simple aimant externe. Contrairement aux techniques précédentes qui consistaient à mélanger des particules magnétiques directement dans une résine imprimable, une approche qui posait souvent des problèmes de sédimentation et d'obstruction laser, l'équipe a développé un procédé en deux étapes appelé "double trempage". Premièrement, les chercheurs utilisent une impression 3D par lithographie à deux photons pour créer une microstructure en gel polymère standard, sans aucun additif magnétique. Ensuite, cette structure est plongée dans une solution contenant des ions fer, que le gel absorbe, puis dans une seconde solution d'ions hydroxyde. Cette réaction chimique transforme les ions fer en nanoparticules d'oxyde de fer, conférant ainsi une magnétisme intrinsèque au matériau sans compromettre l'intégrité de la structure imprimée. Cette innovation offre un contrôle inédit sur les propriétés magnétiques de chaque partie de la structure. En ajustant la puissance du laser lors de l'impression initiale, les scientifiques peuvent moduler le niveau de réticulation du gel. Une structure plus dense contient moins de nanoparticules magnétiques, ce qui permet de créer des zones aux degrés de magnétisme variables au sein d'un même objet. Cette capacité de régulation spatiale ouvre la voie à des mouvements complexes là où les robots microscopiques précédents ne pouvaient souvent que se déplacer linéairement. Pour démontrer le potentiel de leur matériau, l'équipe a fabriqué des structures ressemblant à des sucettes géantes, dont la "boule" est plus petite qu'un grain de sable. Lorsqu'un aimant est approché, ces éléments attirent différemment selon leur densité magnétique, se rapprochant les uns des autres pour former instantanément une pince robuste capable de saisir des objets, mimant le mouvement d'une plante carnivore. Par ailleurs, les chercheurs ont créé un interrupteur bistable, composé d'un rectangle de gel flanqué de deux rangées de petites hélices magnétiques. L'application d'un aimant d'un côté ou de l'autre fait basculer les hélices, verrouillant le rectangle dans une position ou l'autre, fonctionnant comme une valve micro-fluidique. Selon Carlos Portela, professeur associé au MIT et auteur principal de l'étude, cette technologie pourrait révolutionner la robotique molle et la matière stimulée. À l'échelle microscopique, elle permettrait de guider des systèmes à l'intérieur du corps humain pour effectuer des biopsies ou libérer des médicaments avec une précision chirurgicale, tout en étant pilotée à distance sans contact physique. Andrew Chen, co-auteur de l'étude, souligne l'avantage majeur du contrôle magnétique : la réponse est instantanée, contrairement aux réactions chimiques lentes, et permet une manipulation sans toucher le matériel. Ce travail établit ainsi une nouvelle base pour le développement de matériaux programmables et de micro-robots capables de manœuvres sophistiquées dans des environnements confinés.