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Léger et plus Solide que l’Acier

Les plastiques sont souvent diabolisés, ce qui est contre-productif quand on songe à leur potentiel. Bien que les plastiques à usage unique ne soient certainement pas respectueux de l’environnement, nous ne devons pas minimiser les avantages environnementaux des plastiques utilisés dans des applications appropriées à plus long terme. En tant que matériau, le plastique est merveilleux : il est léger, solide et facilement modelable. Sans le plastique, nous n’aurions pas connu de tels progrès en médecine, en aviation, en automobile ou en électronique. Et, contrairement au verre ou à l’acier, la production du plastique nécessite très peu d’énergie.

 

Ce mois-ci, #asloves le nouveau développement polymère – 2DPA-1 – mis au jour par des chercheurs du MIT :

 

“Grâce à un nouveau processus de polymérisation, les ingénieurs chimistes du MIT ont créé un nouveau matériau plus solide que l’acier et aussi léger que le plastique, qui peut aisément être fabriqué en grandes quantités. Ce nouveau matériau est un polymère bidimensionnel qui s’auto-assemble en feuilles, contrairement à tous les autres polymères, qui forment des chaînes unidimensionnelles semblables à des spaghettis. Jusqu’à présent, les scientifiques pensaient qu’il était impossible d’amener les polymères à former des feuilles en 2D.” MIT News Office, 2 février, 2022

Le potentiel de ce nouveau matériau est énorme, il pourrait révolutionner les secteurs de l’automobile, de l’aviation, de la technologie et de la construction. Il s’est avéré deux fois plus résistant que l’acier lors des tests de charge, avec seulement un sixième de la masse du matériau.

 

Leur nouveau procédé de polymérisation leur permet de générer une feuille bidimensionnelle appelée polyaramide. Pour les blocs de construction monomères, ils utilisent un composé appelé mélamine, issu d’une combinaison d’atomes de carbone et d’azote. Dans les bonnes conditions, ces monomères se développent en deux dimensions, formant des disques. Ces disques s’empilent les uns sur les autres, maintenus par des liaisons hydrogène entre les couches, ce qui rend la structure très stable et solide.

Une autre caractéristique clé du 2DPA-1 est qu’il est imperméable aux gaz. Alors que d’autres polymères sont constitués de chaînes enroulées présentant des lacunes qui permettent aux gaz de s’infiltrer, le nouveau matériau est composé de monomères qui s’assemblent comme des LEGO empêchant les molécules de se glisser entre eux.

 

“Cela pourrait nous permettre de créer des revêtements ultrafins capables d’empêcher totalement l’eau ou les gaz de passer… Ce type de revêtement barrière pourrait être utilisé pour protéger le métal des voitures et autres véhicules, ou les structures en acier. Habituellement, on ne pense pas au plastique comme une matière pouvant soutenir un bâtiment, mais avec ce matériau, nous sommes capables de nouvelles choses. Il possède des propriétés très inhabituelles et nous sommes très enthousiastes à l’idée de les explorer.” Michael Strano, professeur d’ingénierie chimique au MIT

 

Bien que le 2DPA-1 en soit encore au stade de la recherche, il est porteur d’espoir car un plastique plus résistant signifie moins de plastique inefficace. Bravo !

 

Visitez le site du MIT pour en savoir plus : https://news.mit.edu/2022/polymer-lightweight-material-2d-0202

Citations MIT

Image : film polymère avec l’aimable autorisation des chercheurs ; Christine Daniloff, MIT

MIT News Office