11.05.2009

Le nouveau professeur de l'Institut Adolphe Merkle dans "Nature"

"Nature", le prestigieux magazine scientifique, vient de publier un article dans lequel le Prof. Christoph Weder - référence dans son domaine et récemment engagé comme professeur de chimie des polymères à l’Institut Adolphe Merkle Institut (AMI) de l’Université de Fribourg - analyse une nouvelle avancée dans le domaine des "polymères intelligents".

Les recherches de Christoph Weder se concentrent sur la synthèse, le traitement, l’examen et les applications de polymères nouveaux et fonctionnels aux propriétés inhabituelles et utiles. Les matériaux polymères comprennent les plastiques, résines, caoutchoucs et autres matériaux composés de macromolécules (molécules de dizaines de milliers d’atomes qui s’enchaînent les uns aux autres). L’équipe du professeur Weder s’intéresse par exemple aux polymères électroconducteurs (normalement ces matières sont isolantes), développe des nanocomposites extrêmement résistants, cherche des matériaux d’inspiration biologique qui peuvent modifier leurs propriétés mécaniques (par exemple se ramollir) et a déjà fabriqué des plastiques «caméléons» qui changent de couleur sous l’effet de la chaleur ou de forces mécaniques, transmettant ainsi un signal optique («c’est trop chaud» ou «je suis sur le point de me rompre»).

L’expertise et les travaux personnels du professeur de l’AMI dans le domaine des polymères changeant de couleur lui ont valu l’invitation de «Nature» à commenter le succès qu’une équipe de chercheurs de l’Université de Urbana-Champaign (USA) vient de publier. Les Profs Nancy Sottos, Jeffrey Moore, Scott White et leurs collaborateurs ont développé des matériaux, qui comme ceux créés par Christoph Weder, ont des propriétés caméléon. Ils changent de couleur et envoient un signal d’alarme quand la pression mécanique due à des forces extérieures est tellement importante que l’objet fini risque la défaillance (par exemple : corde à grimper, fil de pêche ou pièce d’avion). Les matériaux développés par Sottos et ses collègues sont basés sur un nouveau mécanisme intelligent, à savoir une transmission de signal mécanico-chimique : les forces mécaniques déclenchent des réactions chimiques ciblées qui provoquent un changement de couleur. Ce processus constitue un véritable tournant scientifique. Il pourra être utilisé pour développer de nouveaux polymères réagissant de différentes façons à des forces mécaniques. Il est donc possible d’imaginer qu’à l’avenir des matériaux à même de se renforcer sous l’effet de la pression ou de s’auto-réparer soient mis au point.

Red for danger. Davis et al.1 have prepared
mechanochromic polymers that change colour under
mechanical stress. When a sample of one of these polymers
is stretched, the material turns red at the point where
irreversible deformation (tearing) starts to occur, as shown
in this sequence of pictures. Once the material snaps, the
red colour is apparent throughout the sample. The sample
on the left is 7.4 mm long.

Christoph Weder explique que ce nouveau concept de transmission de signal mécanico-chimique pourrait avoir des applications très vastes. «En principe, il n’y a pas de limites pour l’utilisation ou le développement de matériaux qui transforment les forces mécaniques en réactions chimiques utiles.» Le professeur de l’AMI ajoute cependant que les applications pratiques à partir de polymères caméléons développés par l’équipe d’Urbana-Champaign ne seront pas utilisables dans l’immédiat. «L’un des problèmes de ces nouveaux matériaux est qu’ils ne changent pas de couleur uniquement sous l’effet de forces mécaniques, mais aussi sous l’effet de la lumière naturelle ou artificielle.»

L’article de Christoph Weder dans la dernière édition de «Nature»:
http://www.nature.com/nature/journal/v459/n7243/pdf/459045a.pdf

Contact : Prof. Dr Christoph Weder, Département de chimie des polymères et des matériaux, Institut Adolphe Merkle, Université de Fribourg, Rte de l'Ancienne Papeterie, BP 209, CH-1723 Marly 1, tél. ++41 (0)26 300 94 65 /, fax ++41-(0)26-300 96 24, christoph.weder@unifr.ch, www.am-institute.ch

Source: Service Communication & Marketing, tél. ++41 (0)26 300 70 34, marcom@unifr.ch