Les nouveaux matériaux dits "intelligents" sont des matériaux multifonctionnels capables de se transformer sous l'effet d'excitations et de s'adapter à leur environnement. Leur préparation reste un défi, relevé par des chimistes de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) de sciences et d'ingénierie (L'ingénierie désigne l'ensemble des fonctions allant de la conception et des études à la responsabilité de la construction et au contrôle des...) supramoléculaires (CNRS/Université de Strasbourg) et des physiciens de l'Institut de physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un...) et chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec...) des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) de Strasbourg (CNRS/Université de Strasbourg). Ils viennent de synthétiser un gel supramoléculaire photoluminescent, en mesure de s'auto-réparer et capable de libérer son solvant par simple contraction. Ces travaux sont parus dans la revue Angew. Chem. Int. Ed.


Les matériaux dits" intelligents" sont des matériaux multifonctionnels capables de s'adapter à leur environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend actuellement à prendre une...). Ils s'imposent aujourd'hui dans un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) grandissant de secteurs allant de la médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie), son...) à la robotique. La préparation de matériaux intelligents capables de répondre à des stimuli externes, naturels ou provoqués, et de les traduire en une action macroscopique contrôlable et réversible reste un défi. Dans ce contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le...), les chercheurs de l'Institut de sciences et d'ingénierie supramoléculaires et de l'Institut de physique et chimie des matériaux de Strasbourg ont réalisé la synthèse de métallo-polymères générés par un simple enchainement alterné de ligands organiques et de cations métalliques. Ces polymères supramoléculaires s'organisent sous forme de gels à faible concentration massique (jusqu'à 0.12 % en masse).

Ces gels sont stables, facilement manipulables et peuvent répondre à des stimuli externes. Ils sont luminescents grâce à la présence de fragments organiques ?-conjugués. Plus important encore, ces gels sont en mesure de s'auto-réparer grâce à la présence de liaisons métal-ligand dynamiques (Figure 1). Enfin, à la faveur de groupements photosensibles, ces gels sont capables de réagir à la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement...) et de libérer le solvant dans lequel ils ont été préparés par contraction du gel (phénomène de synérèse, Figure 2).


Les chercheurs viennent donc de montrer qu'un gel constitué de polymères métallosupramoléculaires pouvait être sensible, adaptatif et évolutif. En utilisant leurs propriétés photomécaniques et photosensibles, leur utilisation en bio-ingénierie pourrait être envisagée pour par exemple promouvoir localement la libération contrôlée d'un médicament (Un médicament est une substance ou une composition présentée comme possédant des propriétés curatives, préventives ou administrée en vue d'établir un diagnostic. Un médicament...) induite par la lumière.

Référence:
E. Borré, J. –F. Stumbé, S. Bellemin-Laponnaz & M. Mauro
Light-Powered Self-Healable Metallosupramolecular Soft Actuators
Angew. Chem. Int. Ed. 22 janvier 2016
DOI: 10.1002/anie.201508241

Contacts chercheurs:
- Stéphane Bellemin-Laponnaz, Institut de physique et chimie des matériaux de Strasbourg
- Matteo Mauro, Institut de sciences et d'ingénierie supramoléculaires, Strasbourg

Contacts institut:
Christophe Cartier dit Moulin (Un moulin est une machine à moudre les grains de céréale en farine et, par analogie, une machine à broyer, piler, pulvériser diverses substances et à extraire certains produits (huile, pommes,...), Jonathan Rangapanaiken