Une équipe de recherche composée de l’Institut national des sciences des matériaux (NIMS), de l’Université d’Hokkaido et de l’Université de Yamaguchi a mis au point une méthode permettant de synthétiser facilement un gel polymère auto-cicatrisant constitué de polymères à poids moléculaire ultra élevé (UHMW) (polymères dont le poids moléculaire est supérieur à 106 g/mol) et des liquides ioniques non volatils. Ce gel polymère recyclable et auto-réparable est compatible avec les principes de l’économie circulaire. De plus, il peut potentiellement être utilisé comme matériau durable à conduction ionique pour les appareils flexibles de l’Internet des objets (IoT). Les travaux de l’équipe ont été publiés dans Avancées scientifiques.
Les matériaux polymères auto-cicatrisants sont capables de réparer spontanément les zones endommagées, augmentant ainsi leur durée de vie et les rendant utilisables pour promouvoir une économie circulaire. La plupart des matériaux polymères auto-cicatrisants signalés ces dernières années ont adopté une approche chimique, dans laquelle des groupes fonctionnels capables de dissociation et de reformation réversibles (par exemple, une liaison hydrogène) ont été intégrés dans des réseaux polymères. Cependant, cette approche nécessite souvent des techniques de synthèse précises et des processus de fabrication complexes. D’autre part, une approche physique alternative (c’est-à-dire l’utilisation de l’enchevêtrement physique des chaînes polymères) pour synthétiser des matériaux polymères polyvalents avec des capacités d’auto-guérison a rarement été explorée.
Cette équipe de recherche a récemment développé une technique permettant de synthétiser facilement des gels UHMW composés de polymères UHMW enchevêtrés à l’aide de liquides ioniques. Les propriétés mécaniques des gels UHMW se sont avérées supérieures à celles des gels conventionnels réticulés chimiquement. De plus, ils peuvent être recyclés via un traitement thermique et présentent des capacités d’auto-réparation élevées à température ambiante.
L’utilisation du nouveau matériau de gel UHMW recyclable, auto-cicatrisant et facile à synthétiser devrait favoriser une économie circulaire. De plus, étant donné que ce matériau est synthétisé à l’aide de liquides ioniques non volatils et inflammables, il peut être utilisé comme matériau souple conducteur ionique sûr dans l’électronique flexible.
Plus d’information:
Yuji Kamiyama et al, Gels polymères hautement extensibles et auto-réparables provenant d’enchevêtrements physiques de polymères de poids moléculaire ultraélevé, Avancées scientifiques (2022). DOI : 10.1126/sciadv.add0226