Un type de plastique dont la forme peut être modifiée par trempe

Applications à partir d’une seule matière première. A, Lot de N₆₃ tel que moulé, séché . B, Film autoportant de N₆₃ . C, N₆₃ 60 cuillères et fourchettes. D, Démonstration de N₆₃ 60 comme une cuillère rigide pour prélever le beurre de cacahuète. E, Démonstration de N₆₃ 60 comme fourchette rigide pour ramasser un morceau de fromage. F, Démonstration de N₆₃ 110 comme adhésif sensible à la pression. G, Démonstration de N₆₃ 60 échoue immédiatement comme adhésif. Crédit :*Science* (2024). DOI :10.1126/science.adi5009

Une équipe d’ingénieurs moléculaires a développé un type de plastique dont la forme peut être modifiée par trempe. Dans leur article publié dans la revue Science l'équipe, de l'Université de Chicago, avec des collègues du laboratoire de recherche de l'armée américaine DEVCOM, d'Aberdeen Proving Ground, des National Institutes of Standards and Technology et du centre de recherche Glenn de la NASA, décrit comment ils ont fabriqué leur plastique et dans quelle mesure il a pu pour changer de forme lorsqu'ils ont appliqué différents types de trempe.

Haley McAllister et Julia Kalow, de la Northwestern University, ont publié un article Perspective dans le même numéro de Science décrivant le travail.

Au cours des dernières années, il est devenu évident que l’utilisation de plastiques dans les produits est nocive non seulement pour l’environnement mais aussi pour la santé humaine :des morceaux de plastique ont été trouvés dans le sol, l’atmosphère, les océans et le corps humain.

Par conséquent, les scientifiques ont commencé à chercher des moyens de réduire la quantité de plastique créée, utilisée et jetée à la poubelle. Dans ce nouvel effort, l’équipe de recherche a créé un type de plastique qui peut être transformé en quelque chose de nouveau une fois son objectif initial épuisé :par trempe. Un sac en plastique contenant de la nourriture, par exemple, pourrait être transformé en fourchette ou en cuillère.

Pour permettre un tel changement de forme, les chercheurs ont développé un type de plastique utilisant une approche de réticulation dynamique basée sur l'ajout réversible de thiols aux benzalcyanoacétates, un processus connu sous le nom d'« ajout de Michael ». Le plastique obtenu était d'un type qui pouvait être modifié par trempe, c'est-à-dire lorsqu'un matériau est chauffé jusqu'à un certain point, puis refroidi rapidement. La trempe est le plus souvent associée au travail des métaux.

Démonstration de N₆₃ 60 cuillères à soupe de rigidité tout en ramassant le beurre de cacahuète. Crédit :Science (2024). DOI :10.1126/science.adi5009

Les chercheurs ont découvert qu'en chauffant le plastique à des températures comprises entre 60°C et 110°C, puis en le transférant dans un congélateur alimentaire standard, ils pouvaient créer différents objets à partir du même matériau en fonction de leur fantaisie.

Ils ont d’abord créé une cuillère, qu’ils ont utilisée pour récupérer le beurre de cacahuète dans un pot. Ils ont ensuite utilisé la trempe pour transformer la cuillère en fourchette, puis en un matériau adhésif capable de maintenir deux vitres ensemble. Cependant, des tests ont montré qu'il y avait une limite au nombre de fois que le plastique pouvait être changé, soit sept fois. Après cela, il a commencé à se dégrader.

Plus d'informations : Nicholas R. Boynton et al, Accès à des matériaux pluripotents grâce à la trempe de réseaux de polymères covalents dynamiques, Science (2024). DOI :10.1126/science.adi5009

Haley P. McAllister et al, Les plastiques qui s'emportent à la demande, Science (2024). DOI :10.1126/science.adn3980

Informations sur le journal : Sciences