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Polymer molecular modeling at integrated length/time scales

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Rendre les polymères plus plastiques que jamais

Les polymères jouent un rôle essentiel à tous les niveaux de la société: dans l'industrie, les affaires et dans la vie de tous les jours. Un projet européen intitulé PMILS a utilisé un modèle qui accélérera le développement de nouveaux matériaux polymères de conception.

Technologies industrielles

Une incroyable variété de produits peut être fabriquée à l'aide de polymères, depuis les disques compacts jusqu'aux poubelles. En faisant varier l'identité des monomères et les conditions de traitement, le potentiel de nouveaux produits est énorme. Toutefois, le développement d'un nouveau matériau peut se révéler coûteux en temps et en argent pendant les phases de synthèse et de tests nécessaires pour obtenir les propriétés souhaitées. Le projet PMILS financé par l'UE avait pour objectif de rationaliser cette procédure en développant des modèles permettant de prédire à l'avance les propriétés d'un matériau à partir de ses détails moléculaires et de ses conditions de fabrication. Une option consistait à appliquer des équations différentielles stochastiques (EDS) au problème. Les équations différentielles stochastiques peuvent être utilisées pour modéliser une grande variété de systèmes, depuis les matériaux, par exemple le comportement rhéologique des polymères, aux marchés monétaires. Les partenaires du projet de l'Imperial College of Science, Technology and Medicine ont appliqué des EDS au modèle de dynamique des polymères en fusion. Cela avait été développé au préalable par Öttinger, une référence sur les aspects mathématiques des méthodes stochastiques, ainsi que par d'autres collègues. Les paramètres optiques des polymères peuvent être déduits à partir de la comparaison des viscosités obtenues par expérience et de celles prédites par le modèle. Les données en entrée comportaient des propriétés importantes des polymères liées à leurs propriétés rhéologiques telles que le temps de reptation, image de la résistance moléculaire. Le plastique est un matériau stérile propre qui, malgré sa faible densité, possède un fort potentiel de dureté et de résistance à la chaleur. En tant que tel, les nouveaux polymères font l'objet d'une demande croissante pour de nombreuses applications, notamment dans le domaine de la santé et de la construction automobile. L'amélioration de la modélisation ouvre des opportunités pour un développement plus rapide et par conséquent une plus grande compétitivité du marché européen.

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