Une équipe interdisciplinaire de chercheurs a développé un puissant outil de modélisation mathématique qui permettra aux chercheurs de prédire les propriétés des réseaux polymères avant même leur création.

Les réseaux de polymères sont constitués de longues chaînes de molécules, comme un collier de perles ou des spaghettis. Ce nouveau modèle prédit les connexions entre les brins en forme de spaghetti.

Dans l'étude, Publié dans Matériaux naturels , les chercheurs de l'Université de Gand (UGent), QUT et l'Université de Stanford, a développé la méthode pour prédire les propriétés des polymères.

Professeur Dagmar R. D'hooge, de l'UGent, La Belgique, lesdits réseaux polymères avaient de nombreuses applications dont les caoutchoucs, revêtements, adhésifs, et cosmétiques.

"Pour la première fois, il s'agit d'un outil prédictif des propriétés matérielles des réseaux, du plus petit élément constitutif de la molécule jusqu'à la dureté du matériau, est-il résistant aux chocs ou est-ce juste une goutte molle, " dit le professeur D'hooge.

Dr De Keer, de l'UGent, a déclaré que l'outil décrit dans la recherche était une aide à la conception de nouveaux polymères supermoléculaires dans des domaines tels que l'administration de médicaments, transfection de gènes et applications biomédicales.

Avec le professeur Dagmar R. D'hooge et le Dr De Keer, Les chercheurs de l'UGent impliqués dans l'étude comprennent le professeur Paul Van Steenberge, Professeur Marie-Françoise Reyniers, Professeur Lode Daelemans et Professeur Karen De Clerck.

Professeur Christopher Barner-Kowollik, du Centre de science des matériaux de QUT, a déclaré que les chercheurs ont développé le modèle en utilisant des mathématiques avancées et des simulations moléculaires, rassemblant des chercheurs de la modélisation informatique, chimie de synthèse et science des matériaux.

"Les récents développements chimiques ont inclus des propriétés non conventionnelles telles que l'auto-guérison, conductivité et réactivité aux stimuli dans les réseaux polymères, leur donnant un grand potentiel dans des applications avancées telles que le recyclage, l'administration de médicaments, échafaudages d'ingénierie tissulaire, stockage de gaz, catalyse et matériaux électroniques, " a déclaré le professeur Barner-Kowollik.

"C'est une tâche énorme de caractériser les réseaux polymères, c'est vraiment difficile.

"Ici, nous faisons un véritable pas en avant en fusionnant l'expertise de la modélisation théorique aux chimistes expérimentaux qui fournissent des exemples par lesquels le modèle peut être testé."

Le professeur Barner-Kowollik a déclaré que le rêve ultime des chimistes expérimentaux est de disposer d'un programme informatique qui élimine l'inconnu des expériences.

"Imaginez si vous pouviez avoir un superordinateur qui, avant même d'aller au labo, serait en mesure de dire quel serait le résultat probable, " il a dit.

"C'est un pas dans cette direction."

Avec le professeur Barner-Kowollik, les chercheurs impliqués dans l'étude comprennent le Dr Hendrick Frisch de QUT et Daniel Kodura.

Le professeur Reinhold Dauskardt de l'Université de Stanford a déclaré qu'il était "super excité" par le travail.

« Cela représente un tour de force de la chimie fondamentale des matériaux et démontre ce qui peut être réalisé à partir d'une équipe internationale aux antécédents divers. »

Le professeur Dauskardt a déclaré que le travail "montre comment les blocs de construction moléculaires peuvent être assemblés à la fois temporellement et spatialement pour créer des structures de matériaux précises, y compris les défauts et les relations structure-propriété qui en résultent".

"Cette combinaison de cinétique et d'assemblage spatial moléculaire n'a jamais été réalisée auparavant, " a déclaré le professeur Dauskardt.