Les polyélectrolytes sont de longues molécules en forme de chaîne avec des unités chargées répétitives. Ces molécules sont largement utilisées dans divers domaines, notamment les industries biomédicales et énergétiques. Le comportement d'auto-assemblage des polyélectrolytes est crucial pour leurs applications.
Selon la théorie classique, les polyélectrolytes dans un environnement aqueux forment des complexes, appelés complexes polyélectrolytiques (PEC), par le biais d'interactions électrostatiques entre les unités chargées. La taille, la structure et les propriétés des PEC dépendent de divers facteurs, notamment la densité de charge et la concentration des polyélectrolytes.
L'équipe dirigée par le professeur Jean-François Joanny, le professeur David Morse et la professeure Nathalie Duru a développé un nouveau cadre théorique qui remet en question cette vision classique. L’idée clé est que l’auto-assemblage des polyélectrolytes dépend non seulement des interactions électrostatiques, mais également de l’effet de volume exclu.
L’effet de volume exclu fait référence au fait que deux objets ne peuvent pas occuper le même espace en même temps. Dans le cas des polyélectrolytes, l’effet volume exclu provient du fait que les molécules sont longues et flexibles.
L'équipe a montré que l'effet de volume exclu peut affecter de manière significative le comportement d'auto-assemblage des polyélectrolytes, conduisant à la formation de différents types de structures, telles que des clusters et des réseaux, plutôt que les PEC traditionnels.
La théorie est cohérente avec les observations expérimentales récentes et fournit une compréhension plus complète de l'auto-assemblage des polyélectrolytes. Les résultats pourraient conduire au développement de nouveaux matériaux dotés de propriétés adaptées à diverses applications.
