Dans une étude récente, des chercheurs ont découvert comment les propriétés uniques des particules agglomérées peuvent déterminer l'élasticité de certains gels. Ces gels, comme ceux couramment utilisés dans les applications cosmétiques, alimentaires et même biomédicales, présentent une propriété fascinante appelée déformation réversible, qui leur permet de s'étirer puis de reprendre leur forme originale. Comprendre les mécanismes sous-jacents responsables de cette élasticité est essentiel pour concevoir et optimiser des gels aux propriétés spécifiques pour diverses applications.

La chercheuse principale, la Dr Maria Gomez, du prestigieux Institut des sciences des matériaux de Madrid (ICMM-CSIC), explique que ces particules groupées sont composées de nanoparticules de silice qui s'auto-assemblent en structures hiérarchiques plus grandes. Ces amas plus grands interagissent ensuite entre eux par l’intermédiaire de forces faibles pour former un réseau qui confère de l’élasticité au gel.

L’équipe de recherche a utilisé une combinaison de techniques expérimentales, notamment la diffusion de la lumière et la rhéologie, pour étudier les relations structure-propriétés de ces gels de particules regroupées. En ajustant la taille et la forme des nanoparticules ainsi que les interactions entre elles, ils ont pu manipuler l’élasticité des gels.

Selon le Dr Gomez, l'élasticité de ces gels résulte de l'interaction entre les formes des amas, les interactions interparticulaires et les molécules de solvant. Les clusters avec des rapports d'aspect élevés et des interactions fortes conduisent à des gels plus rigides, tandis que les clusters sphériques et des interactions plus faibles donnent des gels plus élastiques.

Les résultats de cette étude ouvrent la voie à la conception rationnelle de gels dotés de propriétés mécaniques adaptées pour un large éventail d’applications. Par exemple, dans l’industrie cosmétique, les gels ayant la bonne élasticité peuvent fournir la consistance et la texture souhaitées à des produits comme le dentifrice ou les lotions pour le corps. Dans l’industrie alimentaire, les gels peuvent être conçus pour créer des produits à la fois tartinables et stables. De plus, dans les applications biomédicales, la compréhension de l’élasticité du gel est cruciale pour concevoir des matériaux destinés à l’ingénierie tissulaire, à l’administration de médicaments et à d’autres fins médicales.

En conclusion, l'exploration par l'équipe de recherche des particules regroupées dans les gels a mis en lumière les mécanismes complexes derrière leur élasticité, ce qui rend le matériau innovant et fonctionnel.