Polymères supramoléculaires : qui a dit que les forces dispersives ne faisaient pas le poids ?
Des scientifiques de l'Institut des sciences chimiques de Rennes (CNRS/Université de Rennes/ENSCR) ont mis au point une stratégie innovante de fabrication de polymères supramoléculaires auto-réparables. Cette stratégie exploite des interactions faibles, les forces dispersives. Généralement considérées comme trop faibles pour guider la formation d’assemblages supramoléculaires, les scientifiques démontrent comment leur donner un rôle prépondérant dans une étude parue dans la revue Angewandte Chemie International Edition.
Les polymères supramoléculaires, analogues non-covalents des « plastiques » que nous utilisons quotidiennement, font l’objet de recherches accrues en vue de leur utilisation dans des domaines variés comme le biomédical ou l’électronique. A l’instar des biopolymères comme l’ADN, ces objets macromoléculaires sont formés de petites molécules liées entre elles par des interactions non-covalentes, comme les liaisons hydrogènes et les interactions de Van der Waals. Les premières, de forte intensité, impliquent un partage d’électrons entre un atome d’hydrogène d’une molécule et un atome d’oxygène d’une molécule voisine. Les secondes, aussi appelées forces dispersives, correspondent à une faible interaction électrique à courte distance entre atomes et/ou molécules voisines. L’avantage de ces polymères est que les liaisons qui constituent la chaîne ne sont pas permanentes et permettent, en fonction de la température, de passer d’un liquide constitué de petites molécules à un solide élastique ou rigide. Ces polymères sont également auto-réparables puisqu’une élévation locale de la température permet de « colmater » par fusion locale des fissures dans le matériau.
Longtemps, la communauté scientifique a considéré que la croissance des polymères supramoléculaires était fixée par la thermodynamique. Dans certains cas, des assemblages plutôt contrôlés par la cinétique peuvent aussi être obtenus, ouvrant la porte à des tailles et formes d’objets supramoléculaires plus variées. Ces processus cinétiques reposent exclusivement sur le fait de retarder pour un temps la polymérisation spontanée (thermodynamique) en bloquant la formation des liaisons hydrogènes intermoléculaires, responsables de la construction des assemblages.
