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Les scientifiques développent un caoutchouc auto-cicatrisant qui pourrait signifier que les pneus crevés se réparent pendant que vous conduisez

Les pneus crevés et les élastiques peu développés pourraient bientôt faire partie du passé, alors que les chercheurs de l’École d’ingénierie et de sciences appliquées John A figue. Paulson de Harvard (SEAS) ont récemment mis au point un nouveau caoutchouc robuste et auto-cicatrisant.

Alors que les matériaux auto-cicatrisants ne sont pas nouveaux, l’ingénierie des mêmes propriétés sur des matériaux secs tels que le caoutchouc pose un plus grand défi. Selon les chercheurs, cela est dû à la composition matérielle du caoutchouc. Le caoutchouc est constitué de polymères liés par des liaisons covalentes permanentes qui ne se reconnectent pas une fois brisées.

Le principal obstacle était que les liaisons réversibles et covalentes n’interagissent pas entre elles, de la même manière que l’eau repousse l’huile. Pour remédier à cela, les experts ont développé une corde moléculaire appelée polymères à ramification aléatoire pour lier les deux types de liaisons au niveau moléculaire. L’équipe de recherche a pu mélanger de manière homogène deux liaisons non miscibles auparavant.

Après le processus moléculaire, les scientifiques ont pu créer un caoutchouc transparent, résistant et auto-cicatrisant.

« Contrairement aux méthodes conventionnelles qui utilisent des co-solvants pour favoriser le mélange, nous utilisons des molécules pour lier physiquement ces deux types de liaisons, de sorte qu’elles sont obligées de se mélanger au niveau moléculaire. Cela permet un caoutchouc sec qui contient à la fois des liaisons hydrogène réversibles et des liaisons transversales covalentes permanentes. Les liaisons réversibles se rompent et se reforment pour permettre une capacité d’auto-guérison, tandis que les liaisons covalentes maintiennent l’intégrité du matériau sous une grande déformation. Par conséquent, le caoutchouc est non seulement très résistant en tant que caoutchouc naturel, mais il peut également s’auto-guérir s’il est endommagé », a déclaré l’auteur correspondant Li-Heng Cai à Digital Trends online.

Ce caoutchouc auto-cicatrisant n’est pas un matériau typique

Selon l’équipe de recherche, un matériau de caoutchouc typique a tendance à casser à certains points de contrainte une fois la force appliquée. Cependant, le nouveau caoutchouc auto-cicatrisant a été trouvé pour développer des crazes – une caractéristique identique à des fissures, mais autrement reliés par des brins fibreux – à travers la surface quand il est étiré.

Les crazes ont été trouvés pour redistribuer le stress quand il vient en contact avec une force. Par conséquent, le matériau ne peut pas détecter un seul point de contrainte susceptible de le fissurer ou de le casser. L’équipe de recherche a également déclaré que les peurs guérissent et que le matériau reprend sa forme initiale une fois le stress libéré.

L’Office of Technology Development de Harvard a déjà déposé une demande de brevet pour le matériel et cherche actuellement des occasions de commercialisation. Les propriétés d’auto-cicatrisation du matériau peuvent intéresser les fabricants de divers produits en caoutchouc.

« Il reste encore beaucoup à faire. Pour la science des matériaux, on ne comprend pas entièrement pourquoi ce caoutchouc hybride présente des craquelures lorsqu’il est étiré. Pour l’ingénierie, les applications du caoutchouc hybride qui tirent parti de sa combinaison exceptionnelle de transparence optique, de ténacité et de capacité d’auto-cicatrisation restent à explorer. De plus, le concept d’utilisation de la conception moléculaire pour mélanger des liaisons covalentes et réversibles afin de créer un élastomère hybride homogène est assez général et devrait permettre le développement de polymères résistants et auto-cicatrisants d’usage pratique », a déclaré David A. Weitz dans une presse universitaire Libération.

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