Ils ont la forme d'un têtard et interagissent entre eux en harponnant entre la tête et la queue, présentant ainsi des propriétés physiques intéressantes et inattendues. Les têtards sont les grosses molécules au centre d'une nouvelle recherche qui vient d'être publiée dans la revue Lettres de macro ACS , et le résultat d'une collaboration internationale entre SISSA et les universités de Vienne, Warwick et Édimbourg. Dans l'étude, les chercheurs décrivent comment ces constructions particulières, conçu par les scientifiques comme l'union entre un polymère circulaire et un polymère linéaire, dans les solutions denses présentent une dynamique moléculaire beaucoup plus « lente » par rapport à celle enregistrée par les deux parties qui la composent. Et c'est parce que « têtes » et « queues » ont tendance à « s'accrocher » l'un à l'autre, dans un processus en cascade. Quel est le résultat? Un produit beaucoup moins fluide et beaucoup plus visqueux.

Les recherches ont été menées grâce à des simulations informatiques qui ont permis d'analyser la dynamique des molécules de manière très fine, avec une résolution impossible à reproduire en laboratoire. Des études comme celle-ci, qui éclairent le comportement physique des macromolécules dans des conditions particulières, sont indispensables pour d'éventuelles applications technologiques futures des polymères, qui vont de l'ingénierie des matériaux aux produits pharmaceutiques.

En physique, 1+1 ne fait pas toujours la somme de 2

"Combien de fois nous entendons-nous dire que 1+1 fait toujours 2 ? Bien que ce soit généralement le cas en mathématiques, on ne peut pas en dire autant de la physique :en particulier, les propriétés physiques d'objets complexes dérivant de l'union de deux ou plusieurs parties plus simples ne sont pas toujours interprétables comme intermédiaires aux mêmes propriétés physiques des différentes parties, " expliquent les chercheurs.

« Un exemple important est celui des polymères, grosses molécules formées par l'union de plusieurs parties, qui peuvent se résumer selon différentes architectures :polymères linéaires, des polymères circulaires et des polymères que l'on pourrait qualifier de 'chimériques' c'est-à-dire résultant de l'union de plusieurs types d'architectures distinctes." Tout comme ceux utilisés dans cette recherche.

C'est ainsi que les têtards harponnent

"Explorer différentes tailles de têtes/queues à travers des simulations numériques, nous avons montré comment ces objets en solution se comportent différemment de ce que l'on supposerait compte tenu du comportement, déjà connu, des deux polymères qui les composent :le circulaire et le linéaire."

Les chercheurs expliquent que ce ralentissement est dû au fait que la queue de chaque « têtard » a tendance à « harponner » la tête d'un têtard proche et ce dernier fait de même avec les autres, dans un processus en cascade. Le résultat est un composé avec des caractéristiques très proches de celles d'un fluide très visqueux mais réalisable avec des polymères relativement petits. L'importance de cette recherche porte avant tout sur la possibilité d'explorer et de concevoir des matériaux dits « mous » dotés de nouvelles propriétés physiques, tous basés sur des molécules relativement petites dont les interactions réciproques affectent considérablement la structure et la dynamique du composé. Suite à l'étude avec les simulations, la recherche est maintenant en attente de confirmation expérimentale.