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Un polymère qui change de forme à 35°C

Publié le 05 juillet 2016 par Patrick RENARD
Source : University of Rochester

Les chercheurs de l'Université de Rochester ont conçu un matériau qui change de forme à la température du corps humain. Une propriété inédite qui ouvre la voie à de nombreuses applications médicales : sutures, peau artificielle, DM d'administration de médicaments...

Le Professeur Mitch Anthamatten et son équipe du laboratoire de chimie de l’université américaine de Rochester ont mis au point un nouveau polymère à mémoire de forme, capable d’être étiré et tordu avant de reprendre sa forme initiale lorsqu’il est chauffé à 37°C.

La clé du développement de ce nouveau matériau réside dans le contrôle de la cristallisation, qui apparait lorsqu'un polymère est refroidi ou tordu. Lorsque le matériau est déformé, les chaines polymériques sont localement étirées et de petits segments s'alignent dans la même direction au sein de domaines appelé cristallites. Cela fixe le matériau dans une forme temporaire.

La capacité de contrôler la température déclenchant le retour à la forme initiale a été obtenue en incluant des molécules de liaison entre les fibres polymères. Les chercheurs ont découvert que ces liaisons inhibent (sans la stopper) la cristallisation quand le matériau est étiré. En modifiant le nombre et le type de ces liaisons, ainsi que la façon dont elle sont distribuées, il a été possible d'ajuster la stabilité du matériau et de définir avec précision le point de fusion des cristallites, déclencheur du changement de forme. Au bout du compte, le fait de chauffer le nouveau polymère à une température de 35°C provoque la dislocation des cristallites et donc un retour à la forme initiale.

Comme on peut le voir dans la vidéo ci-dessous, une simple pression exercée avec le bout du doigt suffit pour atteindre la température de dislocation. « Notre polymère à mémoire de forme est comme une bande de caoutchouc qui peut se verrouiller dans une nouvelle forme lorsqu’il est étiré », explique le Professeur Anthamatten. « Mais le simple fait de le toucher l’oblige à revenir à sa forme d’origine. »


Les chercheurs ont aussi conçu ce matériau afin qu’il puisse stocker une grande quantité d’énergie élastique lors de sa déformation.

Ainsi, lorsque le polymère en question reprend sa forme initiale, il est en mesure de fournir un travail mécanique extrêmement important, comme on peut le voir dans la vidéo ci-dessous.

Selon Mitch Anthamatten, le matériau développé par son équipe pourrait servir, une fois son développement finalisé, à réaliser des sutures, concevoir de la peau artificielle ou encore des dispositifs médicaux destinés à l'administration de médicaments.

Il pourrait d'ailleurs aussi permettre de fabriquer des vêtements auto-ajustables réagissant à la température corporelle.


www.rochester.edu

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