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Polymer molecular modeling at integrated length/time scales

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Une boule de cristal pour les propriétés des polymères

Les polymères constituent la base du secteur de la fabrication, compte tenu de leur nature multifonctionnelle. Une équipe de scientifiques a conçu un progiciel capable de prédire le type de polymère en fonction des propriétés requises par son concepteur.

Technologies industrielles

Le nombre de polymères différents en termes de structure et de fonction est apparemment infini, des cheveux synthétiques aux ustensiles de cuisine résistants à la chaleur en passant par les tuyaux d'évacuation des eaux usées. Les macropropriétés du polymère reflètent les changements enregistrés lorsque le matériau est soumis à la pression, la température, la lumière ainsi qu'aux forces électriques et magnétiques. Des changements apparaissent également dans son comportement lorsque le matériau est dissout dans un solvant ou encore dans sa réactivité chimique. Pour modifier ces propriétés, l'ingénieur chimique dispose de nombreux moyens, y compris des modifications de l'identité des monomères, de la longueur de chaîne, de la structure moléculaire et de la composition des branches, ainsi que du degré de cristallinité. Résultat: un choix impressionnant de matériaux pour le fabricant. Le projet européen PMILS s'est fixé pour objectif de simplifier l'existence des utilisateurs de polymères industriels. Les partenaires du projet ont conçu des outils de modélisation permettant de prédire les performances des polymères et les mécanismes impliqués grâce à des outils logiciels avancés. Plus précisément, une équipe de chercheurs impliquée dans le projet a mis au point une méthode de conception des polymères assistée par ordinateur (CPAO). Cette méthode consiste à analyser les propriétés cibles requises par l'utilisateur. Elle fournit le résultat en termes d'unités de polymères requis et leur numéro, en plus des détails de structure tels que la longueur et le poids moléculaire. Ainsi, elle fournit à l'ingénieur de production une liste de polymères candidats susceptibles d'être ensuite testés pour identifier le polymère finalement retenu. Deux outils ont été mis au point, l'un permettant la génération de prédictions de propriétés et l'autre permettant la génération de structures moléculaires des produits chimiques. L'outil de CPAO est facile d'emploi car il fonctionne sous Windows et comporte une interface simple à utiliser. Il facilite le développement des produits polymères en permettant au concepteur de se concentrer sur les candidats les plus prometteurs. À terme, de nouveaux développements devraient permettre d'affiner davantage cet outil et d'en tirer des résultats encore plus spécifiques.

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