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Mechanically Interlocked Actuating Conjugated Polymers

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Des polymères intelligents pour la fabrication de prothèses et capteurs

De nouveaux polymères conducteurs à structure liée mécaniquement mais néanmoins flexible, élaborés dans le cadre d'un projet financé par l'UE, pourraient constituer la base du muscle synthétique de demain.

Technologies industrielles

Les composés constitués d'unités structurales répétées (polymères) sont partout, depuis ceux qui se forment naturellement tels que l'ADN et la cellulose jusqu'aux variétés synthétiques, en particulier les plastiques. Les matériaux électromécaniques sont des matériaux modulables ou intelligents qui (par réversibilité) réagissent aux champs électriques par des changements mécaniques dans les paramètres, notamment de résistance, forme ou élasticité. A l'échelle macroscopique, leur potentiel d'utilisation dans les appareils de prothèse est clair: les impulsions électriques appliquées aux nerfs pourraient provoquer des changements dans le muscle synthétique. A l'échelle microscopique, les molécules individuelles de polymère réagissent à un champ électrique appliqué par des changements dans la conformation, facilitant le développement de dispositifs de micro-détection. Les nouveaux polymères à couplage électromécanique étaient le sujet de l'étude dans le cadre du projet MIA-CP («Mechanically interlocked actuating conjugated polymers»). Les scientifiques ont cherché en particulier à introduire des architectures liées mécaniquement (plutôt que chimiquement) dans les matériaux conducteurs en ciblant les prothèses, les capteurs et autres dispositifs. Les partenaires du projet MIA-CP ont procédé à une synthèse d'un matériau totalement nouveau constitué de boucles de la taille d'une molécule (macrocycles réticulés) accrochées ensemble et maintenues en place. C'est un excellent candidat pour le muscle synthétique en raison de sa structure réticulée flexible, mais aussi parce qu'il pourrait être la première étape vers la conception de nouveaux capteurs étant donné sa capacité à détecter les vapeurs acides au travers de changements dans le courant électrique. D'autres travaux publiés ont décrit la synthèse d'un autre polymère conjugué présentant un potentiel d'utilisation sous forme de muscle artificiel. Des polymères conjugués à liaisons carbone ont également été produits au moyen d'une nouvelle méthodologie permettant de lier des macrocycles aux nanotubes de carbone. De tels matériaux pourraient ouvrir la voie vers la création future de dispositifs électro-actifs innovants. Le projet MIA-CP est parvenu à combiner des technologies de pointe en matière de liaison mécanique et les récents progrès réalisés dans la synthèse de polymères conjugués en vue de produire une nouvelle génération de matériaux électromécaniques haute performance. Les polymères de synthèse présentent un important potentiel d'utilisation dans les muscles artificiels, les capteurs et autres dispositifs électromécaniques. Du fait que ces matériaux dits intelligents sont conçus de façon naturelle, les utiliser en remplacement des mécanismes naturels défaillants serait peut-être un choix naturel.

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