Les chercheurs du Université de Hokkaido ont développé un hydrogel qui fait exactement le contraire de ce que font normalement les matériaux à base de polymères, tels que les bouteilles en plastique. Habituellement, ces matériaux fondent ou perdent leur dureté lorsqu'ils sont exposés à la chaleur.
Le nouvel hydrogel devient 1.800 fois plus solide lorsqu'il est exposé à la chaleur: il pourrait offrir aux motocyclistes et aux automobilistes une protection contre les accidents.
Cet hydrogel durcit lorsqu'il est chauffé et se ramollit lorsqu'il est refroidi. La découverte de l'équipe, publié dans la revue Advanced Materials, pourrait conduire à la fabrication d'incroyables vêtements de protection pour les accidents de la route et du sport.
Takayuki Nonoyama e Jian Ping Gong de l'Université d'Hokkaido et leurs collègues ont été inspirés par la façon dont les protéines restent stables à l'intérieur des organismes qui survivent dans des environnements aux températures extrêmes.
Les organismes qui survivent même à la chaleur des sources thermales et aux explosions volcaniques dans les eaux profondes restent vivants grâce à des interactions électrostatiques améliorées telles que les liaisons ioniques. L'équipe a développé un gel polyacrylique peu coûteux et non toxique basé sur ce principe.
Hydrogel qui devient indestructible à la chaleur
Un gel composé d'acide acrylique (PAAc) a été immergé dans une solution aqueuse d'acétate de calcium. Le PAAc à lui seul agit comme n’importe quel autre matériau à base de polymère et se ramollit lorsqu’il est chauffé. Mais lorsque de l'acétate de calcium est ajouté, les résidus externes du PAAc interagissent avec les molécules d'acétate de calcium, de la même manière que ce qui se passe à l'intérieur des protéines thermophiles, provoquant un comportement très différent du PAAc.
L'équipe a constaté que lorsqu'il atteint une température critique, dans ce cas autour de 60 ° C, le matériau se transforme rapidement d'un hydrogel souple et transparent en un plastique rigide et opaque.
Lorsqu’il est chauffé, le matériau devient 1.800 80 fois plus rigide, 20 fois plus résistant et XNUMX fois plus dur que l’hydrogel d’origine. La transition du doux au dur est complètement réversible à mesure que la température change.
De plus, les scientifiques ont pu affiner la température de commutation en ajustant la concentration des ingrédients.
Ils ont donc démontré une application possible du matériau en l'associant à un tissu en laine de verre. Ainsi même ce tissu, doux à température ambiante, frotté contre une surface asphaltée pendant cinq secondes à une vitesse de 80 km / heure, durcit et ne subit aucun dommage, à l'exception de quelques légères abrasions en surface.
Takayuki Nonoyama déclare que « Des vêtements fabriqués à partir de tissus similaires pourraient être utilisés pour se protéger contre les accidents de la route ou les blessures sportives. Notre matériau pourrait également être utilisé comme revêtement de fenêtre, qui absorberait la chaleur pour garder les environnements intérieurs plus frais. »
Le gel polymère il peut être facilement produit avec des matières premières polyvalentes, bon marché et non toxiques que l'on trouve couramment dans la vie quotidienne.
