Les matériaux de type gel ont un large éventail d'applications, surtout en chimie et en médecine. Cependant, leur utilité est parfois limitée par leur nature aléatoire et désordonnée inhérente. Des chercheurs de l'Institut de physique des solides de l'Université de Tokyo ont trouvé un moyen de produire un nouveau type de gel qui surmonte cette limitation. Il est encore malléable et adaptable comme les gels existants, mais il a une structure plus ordonnée, qui peut ouvrir une nouvelle gamme d'utilisations possibles dans divers domaines.

Lorsque vous entendez le mot "gel, " vous évoquez probablement l'image de quelque chose de visqueux, comme certaines substances cosmétiques ou l'intérieur d'un matelas à mémoire de forme. Mais dans le monde de la recherche scientifique, les gels ont une définition plus précise. À proprement parler, les gels sont des réseaux tridimensionnels de polymères - des chaînes de molécules - avec des pores microscopiques entre les brins chimiques. La nature et la disposition de ces polymères confèrent aux gels des fonctions différentes avec des applications communes, comme la filtration chimique ou l'administration de médicaments.

La création de gels à réseaux polymères est difficilement contrôlable, ils sont donc très désordonnés et contiennent de nombreuses incohérences ou défauts structurels. On dit qu'elles sont hétérogènes, ce qui signifie que leurs formes varient considérablement à travers leurs structures. Cependant, L'associé de recherche Xiang Li et ses collègues ont trouvé un nouveau moyen de maintenir un niveau d'ordre élevé lors de la fabrication de gels polymères. Le résultat est un gel homogène qui est plus cohérent dans toute sa structure tout en offrant les avantages d'un matériau hautement poreux et malléable.

"Nous avons démontré qu'il est en fait assez facile de synthétiser un réseau de gel extrêmement homogène, " dit Li. " Premièrement, nous avons étroitement emballé des polymères en forme d'étoile dans un solvant et ajouté des produits chimiques qui, lorsqu'il est activé, joindre ces polymères étoiles ensemble. Nous avons activé les produits chimiques d'assemblage ou de réticulation de manière contrôlée ; cela a conduit à son tour à un réseau de gel polymère plus ordonné que ce à quoi on pourrait normalement s'attendre de ce type de processus."

Le processus de fabrication, basé sur un concept connu sous le nom de percolation de liaisons, est très efficace pour produire des réseaux de gel ordonnés, à tel point que les chercheurs pensent que cela les oblige à redéfinir ce qui constitue réellement un gel. Auparavant, un gel était supposé contenir des désordres et des défauts, cependant, ce ne sont plus des propriétés clés. Mais tout ce travail n'est pas seulement pour faire quelque chose de nouveau; il a un objectif fort et il pourrait conduire à des avancées intéressantes.

« Des réseaux de gel ordonnés mais flexibles pourraient être utilisés dans des applications telles que les filtres chimiques haute performance, capteurs flexibles, actionneurs mécaniques, libération contrôlée de médicaments et même des fibres optiques ultra-claires, " a expliqué Li. "Nous voulons encourager les autres à s'appuyer sur notre travail ici et à trouver d'autres moyens de synthétiser de nouveaux gels polymères sur la base de ce que nous avons commencé. Bien que notre méthode soit très spécifique, il jette les bases d'une plate-forme expérimentale plus générale."

L'étude est rapportée dans Avancées scientifiques .