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Fabriquer un polymère complexe, pas si simple!

De nouvelles stratégies ont été développées pour permettre la synthèse de polymères dits « de précision », dotés d’une grande complexité structurale. Mais avec quelle précision peut-on contrôler l’agencement des monomères de l’objet final ? C’est la question que se sont posés les chercheurs du Laboratoire des interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (CNRS /Université de Toulouse), l’Université de Warwick (Royaume-Uni) et l’Université de New South Wales (Australie), qui proposent des éléments de réponse dans un article paru dans la revue Nature Communications.

Il se développe actuellement une volonté de synthétiser des polymères de structures de plus en plus complexes en utilisant des techniques de polymérisation contrôlées, notamment la polymérisation radicalaire par désactivation réversible (PRDR), méthode la plus couramment employée. Les polymères qui en résultent, dits 'polymères de précision', pourraient avoir des applications dans des domaines variés comme l'informatique (stockage moléculaire des données) ou la catalyse (enzymes artificiels). Pour ces applications, il est essentiel de savoir non seulement si l'on a bien obtenu la structure souhaitée, mais aussi de contrôler la fraction de structures s’en écartant.

Les chercheurs ont quantifié, pour la première fois, la précision avec laquelle on peut espérer obtenir un polymère choisi, dans des conditions optimisées pour cette polymérisation. Ils montrent que cette précision est fortement limitée par le processus de polymérisation PRDR qui est un procédé essentiellement statistique. Les équations utilisées pour calculer et quantifier les variations structurales par rapport au polymère « idéal » sont très simples et peuvent être implémentés par le logiciel Excel™.

Leur travail montre clairement les limites de la PRDR, technique actuellement la plus utilisée dans ce domaine. Il pointe également les paramètres incontournables qu’il est nécessaire de contrôler pour pouvoir synthétiser des polymères complexes avec au moins 95% de fiabilité par rapport à la structure souhaitée. Ces informations seront indispensables pour pouvoir valoriser le fort potentiel des polymères de précision.

Référence

Guillaume Gody, Per B. Zetterlund, Sébastien Perrier & Simon Harrisson

The limits of precision monomer placement in chain growth polymerization

Nature Communications 1 février 2016
doi:10.1038/ncomms10514

Contact chercheur

Simon Harrisson, Laboratoire des interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique – Toulouse

Courriel : harrisson@chimie.ups-tlse.fr

Contacts institut

Christophe Cartier dit Moulin, Jonathan Rangapanaiken

13 avril 2016