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Les matériaux et polymères intelligents

Que sont les matériaux intelligents ? Dans leur ouvrage intitulé "Smart Materials and New Technologies for Architecture and Design Professions" (Matériaux intelligents et nouvelles technologies pour les professions de l'architecture et du design), les professeurs d'architecture D. Michelle Addington et Daniel L. Schodek définissent les matériaux intelligents comme "une molécule, un matériau, un composite, un assemblage ou un système" répondant à un ou plusieurs états ou conditions environnementaux (p. ex. température, pression, déformation, lumière). Les matériaux intelligents sont également connus sous le nom de matériaux réactifs. L'intelligence fait partie intégrante du matériau et permet au matériau intelligent de s'auto-actionner. Par exemple, les alliages de mémoire de forme modifient la forme en raison d'un changement de température, sans la force d'un actionneur ou d'un moteur externe. Les matériaux à mémoire de forme peuvent être utilisés pour ouvrir et fermer automatiquement les conduits d'aération afin d'ajuster la circulation d'air et la température dans les véhicules intelligents ou les structures de transport.Que sont les matériaux intelligents ? Dans leur ouvrage intitulé "Smart Materials and New Technologies for Architecture and Design Professions" (Matériaux intelligents et nouvelles technologies pour les professions de l'architecture et du design), les professeurs d'architecture D. Michelle Addington et Daniel L. Schodek définissent les matériaux intelligents comme "une molécule, un matériau, un composite, un assemblage ou un système" répondant à un ou plusieurs états ou conditions environnementaux (p. ex. température, pression, déformation, lumière). Les matériaux intelligents sont également connus sous le nom de matériaux réactifs. L'intelligence fait partie intégrante du matériau et permet au matériau intelligent de s'auto-actionner. Par exemple, les alliages de mémoire de forme modifient la forme en raison d'un changement de température, sans la force d'un actionneur ou d'un moteur externe. Les matériaux à mémoire de forme peuvent être utilisés pour ouvrir et fermer automatiquement les conduits d'aération afin d'ajuster la circulation d'air et la température dans les véhicules intelligents ou les structures de transport.
Selon les professeurs d'architecture D. Michelle Addington et Daniel L. Schodek les matériaux intelligents sont (1) "une molécule, un matériau, un composite, un assemblage ou un système" répondant à un ou plusieurs états ou conditions environnementaux (p. ex. température, pression, déformation, lumière).

Les matériaux intelligents sont également connus sous le nom de matériaux réactifs. L'intelligence est la principale caractéristique du matériau qui lui permet de s'auto-actionner sous l'effet d'un changement d'une grandeur physique comme la température, sans la force d'un actionneur ou d'un moteur externe. L'une des application des matériaux à mémoire de forme est pour ouvrir et fermer automatiquement les conduites d'aération afin d'ajuster la circulation de l'air et la température dans les véhicules intelligents ou les structures de transport.

Caractéristiques des polymères intelligents

Les polymères stimulables sont des macromolécules très sensibles, capables d'effectuer des changements physiques rapides et réversibles lors de petites modifications des conditions de leur environnement local. Ces réponses se manifestent comme des modifications drastiques de l'un des paramètres suivants : forme, caractéristiques de la surface, solubilité, formation d'un complexe d'auto-assemblage moléculaire et transition sol-gel.

Ces transformations sont déclenchées par la température, le pH, la lumière, la force ionique, les contraintes mécaniques, les champs électriques ou magnétique, ou bien la concentration de substances spécifiques.

Les polymères stimulables ont été utilisés sous diverses formes comme les hydrogels, les micelles, les dendrimères, les interfaces modifiées, et les solutions conjuguées. Ils peuvent fournir une grande variété d'applications dans de nombreux domaines, tels que la libération de médicaments, la biotechnologie, les techniques de chromatographie et d'analyse quantitative, les capteurs ou actionneurs, les revêtements stimulables, les systèmes colloïdaux, les technologies d'imagerie, les textiles et les vêtements, et les technologies microfluidiques.

Comportement des polymères intelligents

Les produits en matériaux polymères dits « intelligents » sont capables de modifier spontanément une de leurs propriétés (forme, couleur, conduction, cicatrisation, …) en réponse à une excitation naturelle ou artificielle à savoir par exemple :

Les polymères répondant à des stimulations physiques telles que :

  • La température,
  • les champs électriques ou magnétiques,
  • la lumière (champ électromagnétique)
  • les contraintes mécaniques

Les polymères répondant à des stimulations chimiques par exemple :

  • pH,
  • les interactions ioniques,
  • agents chimiques

Les polymères répondant à des stimulations biochimiques antigènes :

  • enzymes,
  • ligands,
  • agents biochimiques

Les polymères auto-réparables

Les recherches dans le domaine des matériaux auto-réparables, qui ont pris leur essor dans les années 2000, ne sont donc pas près de s'arrêter. L'Europe et les États-Unis ont récemment engagé d'importants financements dans ce domaine, et l'industrie aérospatiale a déjà montré son intérêt. «Il faudra chercher à savoir si nos prototypes sont réalisables dans le contexte d'une production industrielle, où les contraintes sont nombreuses.» Affaire à suivre, donc, et de très près.

Les polymères supramoléculaires, les dynamères

Les vitrimères

 

(1) Dans leur ouvrage intitulé "Smart Materials and New Technologies for Architecture and Design Professions" (Matériaux intelligents et nouvelles technologies pour les professions de l'architecture et du design).

 

 

 

 

 

 

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