Greg McKenna, Horn et titulaire de la chaire John R. Bradford du département de génie chimique de l'Edward E. Whitacre Jr. College of Engineering de la Texas Tech University, a publié son article, "Test du paradigme d'une transition vitreuse idéale :dynamique d'un verre polymère ultra-stable, " dans la revue Avancées scientifiques . Les résultats de l'article vont à l'encontre de théories de longue date.

"Le travail remet en cause les théories de la transition vitreuse, " a déclaré McKenna. " C'est vraiment important parce que si vous volez dans un avion, et les pièces sont réalisées avec des composites à base de polymères, vous aimeriez pouvoir prédire combien de temps ils vont durer et le faire plus efficacement. Faire cela, vous devez avoir des théories correctes sur les matériaux que vous utilisez. C'est vraiment fondamental, mais cela a également impliqué des problèmes d'application."

Pour tester la théorie, McKenna et son ancien étudiant diplômé, Heedong Yoon, qui a obtenu son diplôme en mai et est répertorié comme le premier auteur de l'article, découvert un matériau qui agit comme s'il avait des centaines de millions d'années, même s'il s'agit techniquement d'un nouveau matériau.

"Nous avons découvert que nous pouvions effectuer un dépôt en phase vapeur - un processus dans lequel un matériau polymère est forcé à l'état de vapeur et est condensé sur un substrat à une température caractéristique, où une réaction ou une conversion chimique a lieu pour former un matériau solide - dans ce cas un verre de téflon amorphe, " a déclaré McKenna. " Il s'est avéré que ce verre était dans un état comme il existait depuis 100 millions d'années. Le défi était que nous n'en avons fait que quelques-uns, au plus, microgrammes, parfois des nanogrammes, de matière. Nous avons voulu tester la dynamique de ces matériaux, mais comment fait-on ça ?"

La réponse a été trouvée dans un article de 2005, l'ancien professeur de génie chimique de Texas Tech, Paul O'Connell et McKenna, publié dans le journal. Science .

"Il se trouve que, en 2005, nous avions fait cette recherche pour une autre raison, étudier les matériaux à l'échelle nanométrique, " a déclaré McKenna. " Nous avons donc une méthode appelée Texas Tech Nanobubble Inflation Method, une technique expérimentale pour mesurer les propriétés viscoélastiques de films polymères ultrafins. Nous avons pu adapter cela pour tester ces quantités de nanogrammes de matériau. Ce que nous avons découvert, c'est que nous avons pu caractériser la réponse viscoélastique, ou la dynamique du matériau, jusqu'à la température de Kauzmann, ou température idéale du verre.

"Nous avons pu montrer que les théories de la transition vitreuse, que nous disons divergent, sont faux. Ces théories circulent depuis les années 1920. Il y a des gens qui n'aiment vraiment pas nos résultats parce que cela va à l'encontre de ce qui est communément admis et également théorisé depuis près de 100 ans."

Les découvertes de McKenna pourraient aider les personnes qui fabriquent des polymères à mieux prédire leur comportement dans des applications à long terme.

"Si les ingénieurs doivent être sophistiqués dans leurs conceptions d'avions et dans l'utilisation de ces matériaux pour des applications avancées, comme aller sur Mars, alors ils ont vraiment besoin de savoir comment les polymères évoluent avec le temps, " a déclaré McKenna. " Si ce que nous avons fait est juste, cela signifie que les polymères évoluent plus vite qu'on ne le pense, et ils doivent vraiment en tenir compte lorsqu'ils conçoivent des matériaux pour tout, de la microélectronique et des automobiles aux engins spatiaux avancés - chaque fois que des performances à long terme sont nécessaires. »