Rendu artistique d’une chaîne polymère contenant une sonde de force moléculaire (structure centrale) déformée par le champ d’écoulement autour d’une bulle de cavitation implosante (cercle central). Crédit : Professeur Roman Boulatov, Université de Liverpool
Le département de chimie de l’Université de Liverpool a mis au point une méthode permettant de mieux comprendre les réactions en chaîne des polymères lors de changements de flux de solvants, offrant ainsi des informations précieuses à la fois à la science et aux industries telles que la récupération du pétrole et le photovoltaïque.
De nouvelles recherches menées par le département de chimie de l’Université de Liverpool représentent une avancée importante dans le domaine de la science des polymères.
Dans un article publié récemment dans la revue Chimie naturelle et en couverture, des chercheurs de Liverpool utilisent la mécanochimie pour caractériser la manière dont une chaîne de polymère en solution répond à une soudaine accélération du flux de solvant qui l’entoure.
Cette nouvelle approche permet de répondre enfin à une question fondamentale et technologique qui préoccupe les scientifiques des polymères depuis 50 ans.
Défis et implications historiques
Depuis les années 1980, les chercheurs tentent de comprendre la réponse unique des chaînes de polymères dissoutes à des flux de solvants soudainement accélérés. Cependant, ils ont été limités à des flux de solvants très simplifiés qui fournissaient des informations exploitables limitées sur le comportement des systèmes du monde réel.
La nouvelle découverte des chimistes de Liverpool, le professeur Roman Boulatov et le Dr Robert O’Neill, a des implications scientifiques significatives pour plusieurs domaines des sciences physiques ainsi qu’à un niveau pratique pour le contrôle rhéologique à base de polymères utilisé dans de nombreux processus industriels valant plusieurs millions de dollars, tels que récupération améliorée du pétrole et du gaz, tuyauterie longue distance et fabrication photovoltaïque.
Points de vue d’experts
Le professeur Roman Boulatov a déclaré : « Nos résultats abordent une question fondamentale et technique dans la science des polymères et pourraient potentiellement bouleverser notre compréhension actuelle du comportement des chaînes dans les flux de solvants cavitationnels. »
Le co-auteur de l’article, le Dr Robert O’Neill, a ajouté : « Notre démonstration de preuve de l’approche révèle que notre compréhension de la façon dont les chaînes de polymères réagissent aux accélérations soudaines des flux de solvants dans les solutions cavitaires était trop simpliste pour soutenir la conception systématique de de nouvelles structures et compositions polymères pour un contrôle rhéologique efficace et économique dans de tels scénarios ou pour acquérir des connaissances moléculaires fondamentales sur la mécanochimie induite par l’écoulement.
« Notre article a des implications importantes sur notre capacité à étudier la dynamique des chaînes polymères hors équilibre aux échelles de longueur moléculaire, et donc sur notre capacité à répondre aux questions fondamentales sur la façon dont l’énergie circule entre les molécules et à l’intérieur de celles-ci, et comment elle se transforme de cinétique en potentiel. énergies libres.
Entreprises futures
L’équipe de recherche prévoit de se concentrer sur l’élargissement de la portée et des capacités de leur nouvelle méthode et sur son exploitation pour cartographier la physique au niveau moléculaire qui permettrait de prédire avec précision le comportement de l’écoulement pour une combinaison arbitraire de conditions de polymère, de solvant et d’écoulement.
