Les adhésifs sont partout, du ruban adhésif utilisé dans les ménages aux matériaux de liaison utilisés dans les véhicules et les appareils électroniques. La recherche d’adhésifs plus résistants et plus adaptables est en cours et pourrait se résumer à l’ajout d’une pincée de sel à deux ingrédients polymères spéciaux appelés polyzwitterions, ou PZI.
De nouvelles recherches menées par une équipe du FAMU-FSU College of Engineering dirigée par Hoyong Chung, professeur agrégé au Département de génie chimique et biomédical, montrent une nouvelle façon de créer des adhésifs en utilisant l’attraction naturelle entre des matériaux chargés positivement et négativement. Les travaux ont été récemment publié dans le Journal de l’American Chemical Society.
« Nous souhaitons créer des adhésifs plus résistants et plus polyvalents en utilisant une stratégie impliquant des interactions électrostatiques », a déclaré Chung. « Nos recherches se concentrent sur deux polymères spéciaux, appelés PZI, dans le but de les amener à se lier plus efficacement. »
L’équipe de recherche s’est intéressée à la manière dont la forme du polymère affecte son caractère collant, en comparant les polymères en forme de brosse à bouteille (qui ont des branches sortant de la chaîne principale) aux polymères à chaîne droite (linéaires). Ces deux polymères de formes différentes peuvent être conçus pour améliorer leurs propriétés d’adhérence.
L’une des principales conclusions de l’étude est qu’en ajoutant simplement du chlorure de sodium (sel de table), les polymères solides mais cassants sont transformés pour devenir solides et flexibles. La plupart des adhésifs sont soit puissants, soit peuvent s’étirer beaucoup, mais il est difficile de trouver des adhésifs qui fassent les deux. La quantité de sel est essentielle pour rendre l’adhésif solide mais extensible.
« La clé initiale de notre découverte réside dans la conception et la synthèse sophistiquées et précises de polymères multifonctionnels », a déclaré Chung. « Ce nouveau polymère pourrait avoir des impacts considérables dans plusieurs secteurs, offrant un moyen d’adapter avec précision la résistance et la flexibilité des adhésifs. Les défis de recherche soutenaient auparavant les croyances sur l’adhésion et le sel. »
La découverte de Chung et de son équipe jette les bases de la création de meilleurs adhésifs industriels et met en évidence l’importance des interactions électrostatiques dans le développement de nouveaux matériaux. Les résultats constituent une étape prometteuse dans leur objectif de créer des adhésifs idéaux pour une myriade d’utilisations. L’étude se poursuivra en se concentrant sur le développement d’adhésifs tissulaires biomédicaux dotés de fonctions d’administration de médicaments, d’imagerie et de diagnostic de maladies.
Chung a collaboré à cette étude avec Biswajit Saha, chercheur postdoctoral au FAMU-FSU College of Engineering et Jacob Boykin, étudiant diplômé. Saha est le premier auteur de la publication.
« Notre découverte montre que l’ajout de sel pourrait être la clé pour fabriquer un adhésif à la fois solide et flexible », a déclaré Saha. « Nous pensons que l’étude constitue un tremplin vers l’objectif à long terme consistant à développer des adhésifs idéaux. »
Plus d’informations :
Biswajit Saha et al, Dévoilement de l’impact architectural sur les performances d’adhésion et la robustesse accordables au sel des polyzwitterions, Journal de l’American Chemical Society (2024). DOI : 10.1021/jacs.4c06877