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Un gel souple composé à 80 % d’eau possède des propriétés similaires à celles du verre incassable et peut résister 16 fois à une collision avec une voiture sans se déformer. Ce matériau pourrait être utile pour toute une série d’applications, notamment les robots mous, les prothèses et les dispositifs portables.

Un nouveau gel ultrarésistant

Les réseaux de polymères hydratés, ou hydrogels, qui ont été fabriqués auparavant sont souples et extensibles, avec des propriétés semblables à celles du caoutchouc. Mais sous une forte compression, ces gels ne parviennent pas à reprendre leur forme initiale.

Oren Scherman et ses collègues de l’université de Cambridge ont créé un gel souple et résistant à la compression, capable de reprendre rapidement sa forme initiale en quelques minutes, même après avoir été écrasé à plusieurs reprises par une voiture de 1 200 kg.

Les réseaux de polymères sont généralement soit solides, soit déformables, alors que ce gel combine ces deux propriétés pour produire des matériaux déformables, solides et résistants semblables à du verre.

Il est composé de deux types de molécules

Ce gel contient un polymère composé de deux types de molécules – un perfluorophényle et un phényle – qui se trouvent à l’intérieur de molécules « hôtes » en forme de tonneau appelées cucurbiturils. Ces molécules sont réticulées les unes aux autres à l’intérieur des hôtes, formant un réseau en treillis.

Comme les liens transversaux se forment par attraction entre des charges opposées, ils se défont et se reforment constamment. Scherman et ses collègues pensaient que le fait de faire durer les liaisons transversales plus longtemps avant de les dissocier pourrait augmenter la résistance de l’hydrogel à la compression.

Pour tester cette idée, les chercheurs ont modifié la structure des molécules phényles dans le réseau pour les rendre plus hydrophobes, ce qui a augmenté le temps avant que les liens transversaux ne se dissocient. Ils ont produit toute une gamme de gels, allant de l’aspect du caoutchouc à l’aspect du verre.

Pour le remplacement du cartilage et autres applications

« Cette nouvelle classe de matériaux est très prometteuse pour un large éventail d’applications, notamment le remplacement du cartilage, les peaux électroniques, les membres prothétiques, les dispositifs portables et la robotique douce », explique M. Scherman.

Cette recherche a été publiée dans Nature Materials.

Source : New Scientist
Crédit photo : StockPhotoSecrets