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Argia Saria 1999
Astekari elektronikoari Merezimenduzko Saria
Carmen Mijangos Ugarte Chimiste
On peu facilement imaginer l’impact futur de la recherche sur les nouveaux polymères dans la société actuelle. Toute nouvelle technologie, depuis l’avion supersonique et le train à grande vitesse jusqu’aux petites batteries pour téléphones mobiles, en passant par l’optoélectronique, les nouveaux implants chirurgicaux et les tissus synthétiques, requiert le développement d’un grand nombre de matériaux aux propriétés très spécifiques. Sans la recherche et la connaissance des nouveaux polymères (communément appelés plastiques), ces technologies n’auraient pas pu se développer, ni même être imaginées.
Le vraisemblable développement que les polymères peuvent atteindre en 2020 repose sur deux éléments fondamentaux. Le premier est la profonde connaissance que nous avons acquise en la matière. Bien que leur découverte et étude soient relativement récentes, par rapport à d’autres matériaux, la science relative aux polymères a connu d’importants succès : synthèse de nouveaux monomères et polymères, description de la cinétique et de la thermodynamique de la polymérisation, détermination de la microstructure et de la cristallinité, prédiction de la composition chimique des polymères et des copolymères, étude de la relaxation moléculaire et des transitions thermiques, des propriétés mécaniques, de la conductivité électrique, des interactions polymère-polymère et polymère-charge et de la viscoélasticité et des processus de transformation des polymères. Cette connaissance acquise dans le domaine des polymères s’est vue reconnue par l’octroi de 5 Prix Nobel. Le deuxième élément qui favorise le développement des polymères découle des propriétés intrinsèques de ces derniers : leur grande disponibilité et l’infinité de structures polymériques possibles ; leur faible intensité, qui les rend bien plus légers que d’autres matériaux ; leur facilité de traitement et leur faible consommation d’énergie ; leur coût réduit et, le plus important, leur ample spectre de propriétés spécifiques : conducteurs et isolants, transparents et opaques, souples et rigides, imperméables et perméables, avec dans certains cas une résistance similaire à celle des métaux.
Photo: D'Arcy Norman.
La science des polymères devra, en 2020, relever d’importants défis, tels que le phénomène d’adhésion et la maîtrise de la chimique des surfaces et interfaces ; l’obtention de polymères à architecture « ordonnée » à l’échelle nanométrique et la détermination de l’effet du confinement sur les propriétés finales des polymères ; l’origine de la dynamique moléculaire et sa possible généralisation ; la mise au point de logiciels permettant la prédiction de la structure de tous les polymères et leurs propriétés. L’objectif est donc d’obtenir un polymère « sur mesure », pour chaque besoin concret. Par ailleurs, pour que les polymères soient en mesure de répondre à « l’engagement de durabilité » que réclame la société actuelle, il nous faudra relever un autre important enjeu : trouver de nouvelles sources d’obtention des polymères, autres que le pétrole.
À l’horizon 2020, il faut espérer de grandes opportunités technologiques pour les matériaux polymères dans divers domaines, comme l’énergie, la santé, le transport et l’environnement, dans la ligne des progrès déjà atteints, comme notamment, à titre d’exemple :
Les polymères naturels biodégradables comme l’amidon, la cellulose, l’acide polylactique pour emballage, etc. Compte tenu de l’engagement pour 2030 de génération de « zéro déchets ».
Les biomatériaux pour la régénération des tissus du corps humain à partir de cultures cellulaires « in vitro », à l’aide de supports (généralement un système polymérique poreux et biodégradable) et leur postérieure implantation dans l’organisme. Ainsi que des biomatériaux pour toutes sortes d’implants destinés au corps humain.
Les polymères pour la fabrication d’écrans enroulables (électronique souple). Les polymères nanostructurés qui, associés à d’autres matériaux, pourront être utilisés comme nanocapteurs et comme réponse à différents stimuli. Et la demande de matériaux à base de polymères augmentera pour leur utilisation massive dans le secteur des transports (aéronautique, trains, automobiles…) ainsi que pour leur inclusion dans les systèmes de production d’énergie (aérogénérateurs).
Fort heureusement, pour atteindre tous ces objectifs, la société compte de grands chercheurs spécialisés en polymères, ainsi qu’un important secteur industriel consacré à ces matériaux et des programmes de recherche spécifiques destinés à ce domaine de la science et de la technologie.
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