Créez des lentilles de contact auto-cicatrisantes qui éliminent les rayures avec seulement une heure de lumière UV

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Les lentilles souples courantes sont constituées d’hydrogels, des réseaux polymères poreux et riches en eau, suffisamment flexibles pour s’adapter à l’œil. Cependant, cette structure peut se rayer lors des manipulations ou au contact de poussières et petits débris.

Les chercheurs ont modifié l’hydrogel en insérant des liaisons disulfure dynamiques dans sa structure. Lorsque la lentille est exposée à une lumière UV d’une longueur d’onde de 365 nanomètres pendant une heure, certaines liaisons entre les atomes de soufre se rompent temporairement et en forment de nouvelles avec les atomes voisins.

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Le réseau de matière est ainsi capable de se réorganiser dans le point endommagé, fermant progressivement la rainure. Dans les images microscopiques publiées par l’American Chemical Society, la rayure profonde visible avant le traitement se transforme en une ligne beaucoup plus fine après exposition à la lampe. Une sorte de réparation moléculaire, avec du soufre à la place d'une aiguille.

L’équipe avait déjà développé un hydrogel capable de se réparer avec la chaleur, mais le traitement prenait plusieurs heures et risquait de dessécher une lentille aussi fine. La lumière UV, quant à elle, permet de démarrer la réaction à température ambiante et dans des délais plus courts.

Selon Cho, le processus pourrait être répété et, à l'avenir, également réalisé avec de petits appareils domestiques à lumière UV, similaires à ceux utilisés pour nettoyer les objets ou durcir le vernis gel. Il s’agit encore d’une hypothèse d’application : le prototype devra être étudié plus avant avant d’arriver dans les salles de bains des maisons, entre le fluide pour lentilles et la lime à ongles.

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Plus résistant aux rayures et aux dépôts

L'auto-guérison n'est qu'une des caractéristiques du nouveau matériau. Un deuxième polymère conçu pour limiter les rayures, l’accumulation de matière biologique et la croissance bactérienne a été appliqué à la surface de l’hydrogel.

Le revêtement forme une surface très hydratée et glissante, à laquelle les protéines et les micro-organismes peuvent adhérer plus difficilement. Un détail important pour un appareil qui reste en contact direct avec les larmes, les paupières et les doigts et qui, lors d'une utilisation quotidienne, peut facilement récolter des dépôts.

Pour tester sa résistance, les chercheurs ont frotté la surface avec du papier de verre à grain fin. Après traitement, la clarté du cristallin n’a diminué que d’environ 2 %. Le revêtement protège ainsi le matériau même lorsqu'il est soumis à des contraintes nettement plus agressives que celles attendues lors d'une utilisation normale.

Les lentilles expérimentales ont également conservé des propriétés mécaniques et des capacités de rétention d’eau similaires à celles requises pour les lentilles souples normales. Bref, le matériau parvient à se réparer sans devenir rigide, opaque ou sec : un équilibre qui n'est pas évident lorsqu'on travaille avec des structures aussi fines et délicates.

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Des lentilles plus durables et moins de déchets

Une lentille capable de mieux résister à l’abrasion et de se remettre de dommages mineurs pourrait durer plus longtemps, réduisant ainsi à la fois le coût des remplacements et la quantité d’appareils jetés. L'avantage serait particulièrement intéressant pour les lentilles conçues pour un usage prolongé, à condition que la possibilité de les réparer s'accompagne de systèmes de nettoyage et de stockage sécurisés.

Avant d'arriver sur le marché, des tests de stabilité supplémentaires et l'approbation des autorités de régulation sud-coréennes seront nécessaires. Les chercheurs devront vérifier que le matériau conserve ses caractéristiques après plusieurs cycles de réparation et dans des conditions réelles d'utilisation. Cependant, la technologie part d'un résultat très concret : une rayure gravée sur une lentille expérimentale a presque disparu après soixante minutes de lumière UV.

Source : Matériaux polymères appliqués ACS