Description du projet
Maintenir les propriétés élastiques même après le «verrouillage» de la structure 3D
Les élastomères thermoplastiques constituent une catégorie importante de matériaux qui combinent l’aspect, le toucher et l’élasticité du caoutchouc avec la recyclabilité et l’efficacité de traitement éprouvée des plastiques synthétiques. Le même composé chimique peut exister sous la forme de différents arrangements 3D d’atomes (stéréo-isomères), et tous les arrangements ne sont pas forcément souhaitables pour une application donnée. Verrouiller la structure 3D souhaitée sans perdre son élasticité représente un défi. Le projet STEREOM3D, financé par l’UE, a identifié des matériaux élastomères dont la forme 3D peut être fixée par exposition à la lumière sans perturber leurs propriétés élastomères. Sur cette base, STEREOM3D livrera les premiers élastomères imprimés en 3D dont les propriétés des matériaux sont contrôlées par une composition stéréochimique maîtrisée.
Objectif
In most synthetic polymeric materials, control over the mechanical properties of the material is achieved by changing the fundamental chemical structure of the polymer by using monomers with fundamentally different functional groups, chain length or rigidity. In contrast, Nature’s polymers use a more restricted set of building blocks but use additional complexity to the structure−property relationship by leveraging stereochemistry to control the structure and hence properties and function of materials. Through the STEREOPOL ERC programme, we have been investigating this relationship and how to both overcome the synthetic limitations that hold back the design of stereoregular materials, as well as how these fundamental properties can be used to influence materials properties and behaviour. Within this project, and inspired by the cis/trans stereochemistry that dictates the enormous differences in mechanical properties between the otherwise structurally identical gutta percha and natural rubber, we have discovered that E/Z isomerisism within double bonds in synthetically-accessible polymers can be used to control mechanical properties of the resultant thermoplastic elastomer materials.
Through this work, we have identified that these principles can be extended to photoset materials (those that are crosslinked by exposure to light), while retaining their elastomeric nature. In turn, this advance enables us to develop the first 3-dimensional (3D) printed elastomers with material properties that are determined by stereochemical composition. The ability to control materials properties by stereochemical leverage will reduce the need to reformulate each composition for processing by 3D printing, thus providing a significant commercial advantage in an area in which competitive materials are limited but in which there is a significant need.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- sciences naturellessciences chimiquesscience des polymères
- ingénierie et technologiegénie mécaniqueingénierie de fabricationfabrication additive
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Mots‑clés
Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2020-PoC
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ERC-POC - Proof of Concept GrantInstitution d’accueil
B15 2TT Birmingham
Royaume-Uni