Élastomères supramoléculaires : vers des caoutchoucs intelligents

Produire des caoutchoucs intelligents qui répondent aux stimuli de leur environnement : voilà l'objectif de recherche fondamentale de Sadia Soumaré, doctorant au Département de chimie de l'Université de Sherbrooke. Cet étudiant présente ses travaux aujourd'hui au 80^e Congrès de l'Acfas à Montréal. Les résultats démontrent qu'il est possible de produire des matériaux qui se modulent selon les variations de température ou de lumière. Cette percée ouvre des avenues intéressantes sur le plan du recyclage et du génie.

Les caoutchoucs, synonyme usuel d'élastomères, sont des polymères capables de supporter de grandes déformations réversibles. Ils sont très utilisés dans notre quotidien : pneus, ballons, semelles de chaussures, etc. Ils présentent des propriétés élastiques obtenues habituellement par réticulation, c'est-à-dire une transformation par création de liaisons chimiques transversales.

Caractéristiques problématiques

«Malheureusement, ces matériaux se remettent très difficilement en forme à cause des liaisons covalentes (l'une des forces qui produisent l'attraction mutuelle entre atomes) de réticulation. Ce sont des polymères thermodurcissables et insolubles, qui ne peuvent être fondus pour une nouvelle utilisation», explique Sadia Soumaré. Ces caractéristiques posent non seulement des problèmes de remise en forme, mais aussi de recyclage.

«Mon hypothèse de départ était de produire une molécule capable de s'autoassembler pour donner un élastomère, en vue de pouvoir moduler la propriété mécanique du matériau de la molécule, c'est-à-dire d'augmenter ou de diminuer sa force (réticulation) pour la rendre plus ou moins résistante aux déformations, juste en utilisant de la lumière (photomodulation). Je propose ici la stratégie et la synthèse de nouveaux élastomères supramoléculaires», précise le doctorant de la Faculté des sciences.

Par conséquent, les élastomères thermoplastiques ont été introduits. Ils ont les mêmes propriétés mécaniques que les élastomères, mais ils sont facilement remis en forme sous l'action de la chaleur ou d'un solvant. Le groupement introduit a provoqué la réticulation recherchée.

Résultats concluants

Les résultats de recherche démontrent qu'il est possible de produire des matériaux avec des propriétés mécaniques photomodulables. Pour atteindre ce résultat, les matériaux ont été mis sous la lampe à rayons ultraviolets pour subir des réactions réversibles (réticulation et déréticulation). L'hypothèse a été ainsi prouvée en laboratoire, mais il reste toujours à améliorer la stabilité.

Cette recherche fondamentale donnera très certainement des outils au développement de diverses technologies, telle la nanotechnologie. Par ailleurs, cette création de matériaux intelligents qui s'adaptent aux variations de température ou de lumière pourrait être utilisée par des chercheurs dans le domaine de l'ingénierie.