Les hydrogels Haraguchi : les secrets de l’auto-cicatrisation

PSE Les hydrogels Haraguchi

Introduction :

Dans le cadre des Projets Scientifiques en Équipe à l’ESPCI Paris, nous avons étudié les hydrogels Haraguchi pendant plus d’une année, en 2017-2018.

Les hydrogels Haraguchi sont des polymères absorbants, en l’occurrence il s’agit de PDMAA (polydiméthylacrylamide). Leur particularité tient en l’absence de réticulation chimique entre les chaînes de polymères, remplacée par une réticulation physique, entre les polymères et des nanoparticules d’argile (laponite). Des liaisons hydrogène sont formées et procurent des propriétés particulières aux hydrogels Haraguchi.

Ainsi, ces hydrogels peuvent absorber énormément d’eau en gonflant ; ils sont très élastiques, puisqu’ils peuvent s’étirer jusqu’à 25 fois leur longueur ; enfin, ils possèdent des propriétés cicatrisantes étonnantes. Par exemple, lorsqu’on coupe un hydrogel Haraguchi en deux, puis qu’on appose côte à côte les deux parties, le gel s’autocicatrise ; ce processus ne nécessite aucun produit chimique, et est accéléré en chauffant le gel.

Pour en savoir plus sur les hydrogels Haraguchi, regardez notre vidéo de présentation :

Figures :

Voici les résultats principaux de notre PSE résumés en 3 figures, en commencant par la structure des gels et leur synthèse, puis avec les propriétés mécaniques selon la composition du gel ; enfin nous avons mis en évidence les propriétés autocicatrisantes du gel.Toutes nos figures sont téléchargeables en format pdf ici : Figures

Matériel et méthodes :

Si vous aussi vous souhaitez synthétiser des hydrogels Haraguchi, vous pouvez trouver tous les détails sur nos protocoles et nos manipulations en format pdf ici : Matériel et Méthodes

Bibliographie :

Recherches effectuées par K. Haraguchi, Kamamura Institue of Chemical Research, Japan :

  •  Nanocomposite hydrogels, Current Opinion in Solid State and Materials Science, 2008
  • Self-healing in Nanocomposite Hydrogels, Macromolecular Journals, 2011
  • Effects of Clay Content on the Properties of Nanocomposite Hydrogels Composed of Poly(N-isopropylacrylamide) and Clay, Macromolecules, 2002

Thèse de J. Macron, Hydrogels en milieu immergés : de l’adhésion macroscopique aux mécanismes moléculaires, 2015

Merci à Yvette Tran pour ses conseils et à toute l’équipe encadrante des PSE de l’ESPCI Paris !

 

Arnaud Chaub, Grégory Pauchet, Gabriel Poras

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