L’environnement confiné de l’ISS, en raison du recyclage permanent de l’eau et de l’air et du stockage à bord des déchets produits, est un terrain propice au développement de micro-organismes pathogènes, qui peut mener à des risques importants tant pour les astronautes que pour l’équipement et les expériences menées à bord. C’est pourquoi l’Agence Spatiale Européenne (ESA) souhaite réduire ces risques en s’intéressant aux propriétés antibactériennes de matériaux dans l’espace. 

L’expérience Matiss, à laquelle collabore le Leti (institut de CEA Tech, le pôle recherche technologique du CEA) avec trois partenaires français, vise à développer de nouveaux matériaux aux propriétés antibactériennes dans un environnement en apesanteur afin de voir s'ils peuvent améliorer et simplifier le nettoyage à l'intérieur de l'engin spatial ISS. Ces matériaux pourront ensuite être également utilisés dans le cadre d’usages terrestres.

Menée dans le cadre de la mission Proxima et sponsorisée par le Centre national français d'études spatiales (CNES), cette expérience est basée sur quatre plaques identiques que l'astronaute Thomas Pesquet de l’ESA emporte avec lui pour sa mission de six mois dans la station spatiale. Ces plaques, en inox particulier et dessinées par l’ENS de Lyon, le CNRS et le CNES, sont des portoirs portant 6 lamelles de verre, revêtues de matériaux avancés différents. Elles ont été placées dans le laboratoire européen Columbus et les bouches d’aération de la station spatiale pendant au moins trois mois, puis Thomas Pesquet les ramènera sur Terre à la fin de sa mission pour que des analyses soient faites.

Le Leti - en collaboration avec l'ENS de Lyon, initiateur du projet, le CNRS, Saint-Gobain et le CNES -, a développé trois des cinq matériaux avancés qui pourraient arrêter la colonisation et la prolifération des bactéries sur des surfaces « intelligentes ». Un sixième matériau, fait de verre, servira de matériau de contrôle. 

L'expérience consistera à tester ces surfaces nouvelles dans un environnement clos en apesanteur. Ces surfaces sont dites « intelligentes » car elles sont capables de fournir une réponse appropriée à un stimulus donné. Par exemple, elles peuvent repousser les bactéries et les empêcher de se développer sur une surface ou créer leurs propres biofilms de protection contre les bactéries. 

Les matériaux sélectionnés sont issus de différentes technologies avancées - des monocouches auto-assemblées, des polymères verts ou des polymères céramiques à base de silice hydrofuges. En réagissant par protection face aux bactéries présentes dans l'air, elles deviennent plus faciles à nettoyer et plus hygiéniques. L'expérience va déterminer laquelle de ces surfaces est la plus efficace et pourrait être transformée en surface antibactérienne qu’il serait par exemple possible d’utiliser pour limiter leur propagation sur certaines surfaces telles que les boutons des ascenseurs et les barres des véhicules de transport en commun.

« Depuis plus de 10 ans, le Leti améliore sa plate-forme chimie unique et il a pu développer des processus collectifs en phase gaz, liquide et supercritique de fonctionnalisation des surfaces » a déclaré Guillaume Nonglaton, chef de projet du Leti dans le domaine de la chimie de surface pour des applications de biologie et de santé. « Trois surfaces développées par le Leti feront partie de l'expérience espace-station : une couche fine fluorée, de la silice organique et un polymère biocompatible. Elles ont été choisies pour leur caractère hydrophobe, leur reproductibilité et leur intégration rapide rapidité dans  la mission Proxima de Pesquet. »