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Ce nouvel adhésif résiste au gel comme aux températures d’ébullition

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Crédits : Angewandte Chemie

Une équipe de chercheurs a mis au point un nouvel adhésif incroyablement puissant capable de résister à une large plage de températures. Mieux encore, il peut être décomposé en ses composants et réutilisé sans perte de résistance. Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Angewandte Chemie.

Contrairement aux adhésifs standards, les adhésifs dits supramoléculaires ne créent pas d’adhésion par la réticulation des composants moléculaires entre eux. Au lieu de cela, ils forment un autoassemblage serré pendant la phase de durcissement comme pourraient s’emboîter les pièces d’un puzzle. Jusqu’à présent, la force d’adhérence de ces adhésifs supramoléculaires était cependant limitée par des facteurs environnementaux, limitant considérablement leurs scénarios d’application.

Plus récemment, une équipe dirigée par Kai Liu, de l’Université Tsinghua à Pékin (Chine), a développé un nouvel adhésif de ce genre capable cette fois de résister à de très larges plages de températures.

Une parfaite imbrication

Cette nouvelle colle supramoléculaire se compose de deux composants. L’un est une petite protéine synthétisée dans des bactéries modifiées à cet effet. L’autre est un éther couronne. Il s’agit d’une molécule en forme d’anneau qui peut s’enrouler autour d’une autre molécule.

Lorsque ces deux composants sont combinés et que le mélange est chauffé, la couronne adhère étroitement à la surface de la protéine, renforçant la liaison à travers plusieurs interactions moléculaires. La structure imbriquée devient alors très solide. Le résultat est un effet adhésif extraordinairement fort.

Dans le cadre d’expériences récentes, les chercheurs ont testé cet adhésif en collant des plaques d’acier ensemble. Ils ont alors découvert que celles-ci pouvaient supporter jusqu’à vingt-deux mégapascals de force de cisaillement. Plus impressionnant encore, cette résistance fonctionnait sous l’eau, à température ambiante, mais aussi à -196 °C et 200 °C.

L’une des raisons de cet effet adhésif exceptionnel, en particulier à basse température, serait le résultat des interactions supramoléculaires spécifiques en jeu. Cette imbrication très étroite des composants permet en effet de chasser les molécules d’eau de la protéine. Cela signifie qu’aucun cristal de glace ne peut se former en dessous du point de congélation. Dans de nombreuses colles conventionnelles, ce processus entraîne généralement une fissuration prématurée.

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Crédits : Angewandte Chemie

Enfin, ces composants imbriqués pourraient être démontés à la demande et recyclés. Selon les chercheurs, la bonne nouvelle est que l’adhésif de deuxième génération présenterait la même capacité de résistance. Toujours d’après eux, ce nouvel adhésif supramoléculaire pourrait être particulièrement utile dans des domaines d’activités confrontées à de grandes fluctuations de température pendant l’utilisation comme les engins spatiaux.