Un nouveau plastique supramoléculaire qui peut s'auto-réparer en un instant, et qui est plus facile à décomposer et à réutiliser
2022-09-05
Un groupe de recherche dirigé par Li Jianwei, chercheur principal du laboratoire de recherche médicale en Finlande, a exploré un nouveau matériau appelé plastique supramoléculaire, qui remplacera les plastiques polymères traditionnels par un matériau respectueux de l'environnement qui favorise le développement durable. Les plastiques supramoléculaires fabriqués par les chercheurs utilisant la méthode de séparation de phase liquide-liquide ont des propriétés mécaniques similaires aux polymères traditionnels, mais les nouveaux plastiques sont plus faciles à décomposer et à réutiliser.
Le plastique est l'un des matériaux les plus importants des temps modernes. Après un siècle de développement, il a été intégré dans tous les aspects de la vie humaine. Cependant, les plastiques polymères traditionnels ont une faible capacité de dégradation et de régénération dans la nature, ce qui est devenu l'une des plus grandes menaces pour la survie humaine. Cette situation est causée par la forte force inhérente à la liaison covalente reliant les monomères pour former le polymère.
Pour relever ce défi, les scientifiques proposent de fabriquer des polymères reliés par des liaisons non covalentes moins puissantes que les liaisons covalentes. Malheureusement, les interactions faibles sont souvent insuffisantes pour maintenir les molécules dans des matériaux de dimensions macroscopiques, ce qui entrave l'application pratique de matériaux non covalents.
Le groupe de recherche de Li Jianwei à l'Université de Turku en Finlande a découvert qu'un concept physique appelé séparation de phase liquide-liquide (LLP) peut isoler et concentrer les solutés, améliorer la force de liaison entre les molécules et favoriser la formation de macromatériaux. Les propriétés mécaniques des matériaux obtenus sont comparables à celles des polymères classiques.
De plus, une fois le matériau brisé, les fragments peuvent instantanément se réunir et se guérir. De plus, lors de l'encapsulation d'une quantité saturée d'eau, le matériau est un adhésif. Par exemple, un échantillon de joint en acier peut supporter un poids de 16 kg pendant plus d'un mois.
Enfin, le matériau est dégradable et hautement recyclable en raison de la nature dynamique et réversible des interactions non covalentes.
« Par rapport aux plastiques traditionnels, nos nouveaux plastiques supramoléculaires sont plus intelligents, car non seulement ils conservent de fortes propriétés mécaniques, mais ils conservent également des propriétés dynamiques et réversibles, ce qui rend les matériaux auto-cicatrisants et réutilisables », a expliqué le Dr Yu Jingjing, chercheur postdoctoral. .
"Une petite molécule qui produit des plastiques supramoléculaires était auparavant éliminée d'un système chimique complexe. Elle forme un matériau hydrogel intelligent avec des cations métalliques de magnésium. Cette fois, nous sommes très heureux d'utiliser les LLP pour enseigner les nouvelles compétences de cette ancienne molécule", a déclaré le Dr Li Jianwei, chercheur en chef du laboratoire.
"De nouvelles preuves montrent que les LLP peuvent être un processus important dans la formation des compartiments cellulaires. Maintenant, nous avons fait progresser ce phénomène inspiré de la biologie et de la physique pour relever les grands défis auxquels notre environnement est confronté. Je pense que des processus de LLP matériels plus intéressants seront explorées dans un futur proche », a poursuivi Li.
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