Polytétrafluoroéthylène (PTFE), ou Telfon comme il est plus connu, est utilisé dans une variété de produits quotidiens, des ustensiles de cuisine aux tapis, en raison de sa propriété non collante. Cependant, ce même caractère non collant a limité son application à d'autres domaines, y compris la médecine. Des scientifiques de la Graduate School of Engineering de l'Université d'Osaka, en collaboration avec l'Institut préfectoral de technologie de Hyogo, ont rapporté comment le traitement au plasma assisté par la chaleur peut modifier le PTFE pour résoudre ce problème. Le rapport peut être consulté dans Avances RSC

Kazuya Yamamura, professeur agrégé et Yuji Ohkubo, professeur assistant à l'université d'Osaka, qui est le premier auteur de l'étude, noter un besoin de meilleurs lubrifiants dans les procédures médicales. Beaucoup de gens n'y pensent pas beaucoup, mais "le caoutchouc dans les seringues doit être stable et non collant pour donner des quantités précises d'un agent médical, " dit Ohkubo.

Dans les procédures actuelles, le caoutchouc est normalement lubrifié avec un revêtement tel que de l'huile de silicone, mais ce revêtement peut contaminer l'agent. Le PTFE serait un lubrifiant idéal car il ne se mélangerait pas avec l'agent, mais pour être efficace, il doit également adhérer au caoutchouc.

Pour augmenter l'adhérence, les scientifiques traiteront le PTFE avec des composés corrosifs à base de sodium ou du plasma. Le traitement au plasma est sûr, mais l'adhérence est inférieure.

"Le traitement plasma conventionnel laisse une couche limite faible (WBL) sur le PTFE traité au plasma. Ce WBL affaiblit l'adhérence entre le PTFE et le rubbe, " explique Yamamura.

Déterminé à fabriquer un adhésif à base de PTFE sûr, Ohkubo a pris en compte la pression et la température sous lesquelles le traitement au plasma a été effectué.

Les conditions appropriées pour augmenter l'adhérence étaient le résultat de nouvelles liaisons chimiques et de la gravure d'un WBL sur la surface de PTFE. "Les liaisons carbone-fluorure ont été échangées avec des liaisons carbone-carbone" lorsque la puissance du plasma a été augmentée, dit Katsuyoshi Endo, professeur, qui a dirigé l'étude. Ces réticulations et gravures ont permis de récupérer le WBL, renforcer l'adhérence entre le PTFE et le caoutchouc.

Une enquête plus approfondie a montré que l'augmentation des réticulations était le résultat de la température de surface du PTFE plus élevée qui est venue avec le traitement au plasma à une puissance plus élevée. Pour maximiser ces réticulations, les scientifiques ont décidé de chauffer le PTFE à plusieurs centaines de degrés Celsius avant le traitement plasma.

"La surface de la feuille de PTFE a généralement un WBL contenant de nombreuses rayures et piqûres", qui pourrait affecter l'adhérence, expliqua Ohkubo. Le traitement plasma assisté par la chaleur a amélioré la propriété d'adhérence en récupérant le WBL.

L'impact de la chaleur et de la puissance sur l'adhérence était très clair. A faible puissance de plasma, des tests de pelage ont montré que le PTFE pouvait être facilement séparé du caoutchouc. Cependant, à puissance plus élevée, l'adhérence était si forte que le caoutchouc s'est déchiré au lieu de se séparer du PTFE. De plus, cet effet a été observé un an après le traitement, démontrant la stabilité de l'adhérence.

Le fait que cette forte adhérence puisse être obtenue sans aucun produit chimique toxique suggère que l'utilisation déjà importante du PTFE pourrait être encore étendue. "Notre méthode est simple et pourrait augmenter le nombre d'applications médicales, " a déclaré Ohkubo. Le traitement plasma assisté par la chaleur devrait également être utile pour améliorer l'adhérence d'autres matériaux.