Les polymères cycliques sont un type de polymère dans lequel la chaîne de monomères forme une boucle fermée, ressemblant à un anneau ou à un cercle. Ils diffèrent des polymères linéaires, qui possèdent une chaîne avec deux extrémités libres. Comprendre le comportement des polymères cycliques est important dans divers domaines, notamment les systèmes d'administration de médicaments, les produits de soins personnels et les additifs alimentaires.
Lorsqu'un fluide est soumis à une contrainte de cisaillement, par exemple lorsqu'une couche de fluide se déplace parallèlement à une autre à une vitesse différente, les chaînes polymères s'alignent généralement avec l'écoulement. Ce comportement est connu sous le nom d’étirement de chaîne et est bien décrit par les théories existantes. Cependant, les chercheurs de Cambridge ont découvert que les polymères annulaires soumis au cisaillement présentent des modèles de mouvement plus complexes.
En utilisant une combinaison de simulations et d’expériences, les chercheurs ont observé que les polymères cycliques subissent des changements dynamiques dans leur forme et leur orientation sous cisaillement. Ils ont découvert que les anneaux peuvent basculer entre différentes conformations, telles que l’aplatissement, la torsion et le culbutage, conduisant à des trajectoires complexes.
L'étude a révélé que les modèles de mouvement inattendus des polymères annulaires sont dus à leur topologie unique. La structure en boucle fermée des anneaux permet des déformations et des interactions plus complexes par rapport aux polymères linéaires, ce qui entraîne le comportement de retournement observé.
En outre, les chercheurs ont découvert que la dynamique des polymères cycliques soumis au cisaillement dépend de divers facteurs tels que la taille des anneaux, la concentration de la solution de polymère et le taux de cisaillement. Cette complexité ouvre de nouvelles possibilités pour contrôler le comportement et les propriétés des fluides complexes en manipulant ces paramètres.
La découverte de ces modèles de mouvement non conventionnels dans les polymères annulaires sous cisaillement élargit notre compréhension de la physique des fluides complexes et a des implications potentielles dans des domaines tels que la rhéologie, la science des polymères et la conception des matériaux. Cela souligne la nécessité de recherches supplémentaires pour comprendre le comportement complexe de ces systèmes et débloquer leurs applications potentielles.
En conclusion, l’étude menée par des physiciens de l’Université de Cambridge met en lumière les schémas de mouvement inattendus et complexes des polymères annulaires sous cisaillement. Cette découverte révolutionnaire remet en question les théories traditionnelles et ouvre de nouvelles voies de recherche, offrant des perspectives qui pourraient conduire à des progrès dans divers domaines scientifiques et industriels.
