Des polymères imprimés en 3D, dégradables chimiquement et recyclables, mis au point par une équipe de l’Université de Heidelberg

fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche dirigée par la professeure Eva Blasco, de l’Institut d’ingénierie des systèmes moléculaires et des matériaux avancés (Institute for Molecular Systems Engineering and Advanced Materials, IMSEAM) de l’Université de Heidelberg, en Allemagne, a développé un matériau polymère imprimé en 3D qui peut être décomposé à la demande par des signaux chimiques. Ce matériau, tout en conservant une stabilité mécanique élevée, peut se dégrader en quelques secondes en ses éléments moléculaires constitutifs, puis être reformé en un polymère aux performances identiques, intégrant ainsi les composants de fabrication additive de haute précision dans un cycle de matériaux fermé.

Les procédés de fabrication additive optique sont souvent utilisés pour créer de petites structures plastiques complexes nécessaires dans des domaines tels que la technologie médicale et la robotique souple, mais ces composants formés par photopolymérisation sont généralement difficiles à dégrader et à recycler. La solution de l’équipe de Heidelberg repose sur un matériau métastable dont la précision, la qualité et la stabilité mécanique ne sont pas affectées, la décomposition dépendant de points de rupture prédéfinis au sein du matériau. L’équipe de recherche a choisi comme matrice un polymère sensible à des signaux chimiques spécifiques, les longues chaînes moléculaires n’étant reliées qu’en un point de rupture prédéfini ; lorsqu’un déclencheur chimique spécifique agit sur ce site, la chaîne moléculaire entière se décompose en quelques secondes à température ambiante. Les chercheurs comparent ce mécanisme à une clé chimique qui ne peut ouvrir que la serrure correspondante.

L’équipe de recherche a utilisé ce matériau comme « encre » haute résolution pour produire diverses structures tridimensionnelles complexes avec des détails à l’échelle micrométrique, validant ainsi son imprimabilité. Les tests de récupération des composants ont montré que le polymère reformé après recyclage présentait des performances identiques à celles du matériau d’origine. Les résultats ont été publiés dans la revue Advanced Materials. Ces travaux s’inscrivent dans le cadre du cluster d’excellence « 3D Matter Made to Order », mené conjointement par l’Université de Heidelberg et l’Institut de technologie de Karlsruhe, et ont bénéficié du soutien de la Fondation allemande pour la recherche, de la Fondation Carl Zeiss et de la Fondation de l’industrie chimique.