Les Brèves Innovation N° 19 (Novembre 2002)

Les Brèves Innovation N° 47 (Octobre 2005)
Sommaire
1-Nouveaux produits - Nouveaux matériaux
• Un nouveau polymère conducteur résistant à haute température
• Des mousses de polypropylène réticulé
2-Biomatériaux – Applications biomédicales – Cosmétiques
•
Une biopuce pour le diagnostic rapide des allergies grâce à un polymère
photostimulable
•
Une production de biopolymères démarre en Russie pour des applications médicales.
3- Systèmes intelligents / stimulables
• Un polymère capable de s’écouler dans une seule direction sous l’effet de la lumière
4- Applications Energie-Transport
• Une nouvelle pile à combustible de faible coût
5- Applications diverses
• Revêtements antibrouillard
6- Techniques de synthèse - Matières premières – Procédés – Outils
• De nouveaux amorceurs pour contrôler la tacticité lors de la polymérisation de l’isoprène
• Des particules d’élastomères à la carte pour le renforcement des matrices polymères
• Contrôle de la croissance et de la morphologie des nanoparticules inorganiques par
utilisation d’une matrice polymère
6- Polymères et environnement - Recyclage/Revalorisation des polymères
• Les fenêtres en PVC aident à respecter le protocole de Kyoto et à économiser l'énergie
• Recyclage des emballages type Tetra-Pak®
• Des cellulosomes mangeurs de papier
7- Nouvelles charges pour polymères : fullerènes, nanotubes, nanoparticules, charges
lamellaires…
• Un nouveau producteur de nanotubes de carbone annoncé au Canada
• Des nanotubes en feuille
• Un consortium européen pour le développement de muscles artificiels à base de
nanotubes de carbone
8-Analyse – Caractérisation – Etudes toxicologiques
• Une base de données sur les bénéfices et les risques relatifs aux nanotechnologies
• Système de détection par empreinte moléculaire
9- Transformation mise en œuvre
• Une machine automatique de frittage des poudres pour le prototypage rapide
10- Quelques échos de l’industrie
• Mitsui Chemicals lance un forum sur les polymères.
• Création d’une société de recyclage des pneumatiques en Espagne
11- Annonces diverses
1-Nouveaux produits - Nouveaux matériaux
• Un nouveau polymère conducteur résistant à haute température
Un polymère conducteur plus résistant à haute température a été développé par une équipe
canadienne (Université du Manitoba), dont les travaux pourraient avoir un impact important
dans le domaine de l’électronique ou de la micro-robotique par exemple. Le projet est dirtigé
par Michael Freund, Professeur du Canada Research in Conducting Polymers and
Electronic Materials, et Scott Kroeker, expert en spectroscopie (RMN). Ces auteurs étudient
une classe particulière de polymères conducteurs dopés en utilisant un processus
1
semblable à celui employé dans la microélectronique à base de silicium. Les applications
pourraient être la fabrication des diodes électroluminescentes et le camouflage adaptatif. Le
polymère utilisé, l’acide poly(aniline acide boronique) est capable de s’auto réticuler très
fortement, de telle sorte que le dopant n’est pas éliminé à haute température. Il en résulte
un matériau de très grande dureté dont la conductivité ne chute que faiblement lorsqu’on le
chauffe, à la différence de la polyaniline. Une composante du succès de cette recherche a
été l'utilisation innovatrice de la RMN. Les auteurs, qui ont été financés par le « Canada
Foundation for Innovation » (CFI) souhaitent collaborer avec d'autres centres de recherche
pour développer les applications de ces produits.
Source : ADIT-BE Canada N°284, 26-09-05
Référence : BA. Deore, I. Yu, PM. Aguiar, C. Recksiedler, S. Kroeker, MS. Freund. “Highly CrossLinked, Self-Doped Polyaniline Exhibiting Unprecedented Hardness”. Chemistry of Materials, 17(15), 38033805 (July 2005).
http://www.umanitoba.ca/chemistry/people/freund/pdf/journals/2005_CM_17_3803-3805.pdf
Contact : [email protected]
• Des mousses de polypropylène réticulé
La société danoise Borealis a mis au point des mousses souples à base de polypropylène
réticulé. De type HMS (High Melt Strength), ce polypropylène est transformable en mousse
souple par extrusion.
Jusqu’à présent, la rigidité des HMS – PP excluait leurs utilisations dans le moussage
souple.
N’étant pas constitué d’un mélange de polypropylène, de polyéthylène/métallocène et
d’élastomères thermoplastiques comme les mousses PP classiques, cette mousse est plus
facilement recyclable. Elle allie également une bonne résistance chimique, une grande
plage de températures d’utilisation et une bonne ténacité. Elle pourrait même
prochainement concurrencer les mousses de polyuréthane, de polyéthylène ou de PVC. Ce
produit, déjà commercialisé, est notamment destiné aux marchés de l’emballage, des
sièges et autres équipements automobiles, des sports et loisirs, des chaussures…
Sources : ARAMM, Vigimat 917 (Septembre 2005).
Contact : www.borealisgroup.com
2-Biomatériaux – Applications biomédicales – Cosmétiques
• Une biopuce pour le diagnostic rapide des allergies grâce à un polymère photostimulable
Au Japon, le RIKEN vient de mettre au point une biopuce qui détermine rapidement les causes des
allergies. D'une taille d'une demie carte de visite, la puce contient un substrat de polymère auquel
plusieurs types de protéines allergènes sont fixés. Lorsque le sang d'un patient est mis au contact de la
puce puis traité convenablement, le type de protéine source d'allergie du patient peut être déterminé
en 20 minutes, alors que les tests conventionnels pour ce type de recherche requièrent 2 à 3 jours.
Pour élaborer cette puce, le RIKEN a développé un polymère qui adhère à toutes les protéines lorsqu'il
est exposé à la lumière, permettant ainsi aisément la fixation de plusieurs protéines différentes à la
surface de la puce. Le programme du RIKEN prévoit le développement d'une puce pouvant tester 50
allergènes simultanément et la vente du produit dès 2006. La biopuce sera probablement
commercialisée à un prix compris entre 2000 et 3000 yens (entre 15 euros et 22,50 euros).
Source : ADIT, BE du SST de l'Ambassade de France au Japon, N°370 du 11/07/2005 (370/STIC/2214)
Référence : Nikkei Business Daily, 8-07-05
Contact : [email protected]
• Une production de biopolymères démarre en Russie pour des applications médicales.
Des spécialistes de l'Institut de Biophysique de Krasnoiarsk et de l'entreprise "Biokhimmash"
développent des polymères d'origine microbienne, à usage médical. Ils sont enregistres sous le nom
commercial ElastoPOBtm et la capacité de production serait de 50 kg/an (1 Kg en une semaine). Il
s’agit de produits « autodégradable » et biocompatibles qui sont des polyhydroxyalkanoates, des
polyhydroxybutyrates et des copolymères hydroxybutyrate-co-hydroxyvalérate. Les chercheurs russes
ont déjà réalisé des tissus cicatrisants, des fils de suture, des endoprothèses, des matrices pour organes
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artificiels et implants ainsi que des membranes sur la base de ces polymères. La vitesse de dégradation
du matériau serait contrôlable par une irradiation gamma préalable. Des tests sur animaux ont té
réalisés et des essais cliniques on déjà démarrés. Considérant un marché mondial de 400 000t de ces
polymères en médecine, on estime pouvoir les commercialiser à 3 euros le kilo.
Source : ADIT-BE Russie N°10, 5-07-05.
Référence : InformNauka Technology 18/05/2005
« Smart biopolymers for medical applications”. Materials edge Ltd. 24-06-05.
Contacts: T.G. Volova - Institut de Biophysique de Krasnoiarsk, Akademgorodok,
[email protected]
A.D. Ukraintsev - OAO Biochimmash, Moscou - [email protected]
3- Systèmes intelligents / stimulables
• Un polymère capable de s’écouler dans une seule direction sous l’effet de la lumière
Les liquides sont habituellement isotropes, c'est-à-dire qu'ils ont des propriétés physiques identiques
dans toutes les directions. Les chercheurs allemands de Bonn (Centre de Recherche Caesar) et de
l'Université de Potsdam ont montré qu’il est possible de réaliser des couches minces de polymère qui,
irradiés par une lumière polarisée linéairement, ont le comportement d’un liquide anisotrope avec une
fluidité beaucoup plus forte dans la direction parallèle au vecteur de polarisation de la lumière. Ce
phénomène est observé avec des films minces de poly[4’-[[2-(acryloyoxy)éthyl]éthylamino-4nitroxyazobenzène] (pDR1M). Ce polymère porte des groupements azobenzène capables de se
photoisomériser, c'est-à-dire de changer de conformation sous l’effet de la lumière. L’anisotropie
observée serait due au fait que seuls les groupements azobenzène qui ont leur moment dipolaire
parallèle à la direction de polarisation peuvent absorber la lumière et s’isomériser. A titre d’exemple,
les auteurs ont montré que l’on peut, en orientant le champ de polarisation convenablement, emplir de
façon sélective un canal gravé à la surface de la couche de polymère, ce qui n’est pas possible en
chauffant le matériau ou en l’irradiant avec de la lumière non polarisée. Les auteurs envisagent
d’utiliser ce phénomène pour effectuer des « manipulations » à l’échelle nanoscopique
Source : ADIT-BE Allemagne N°253, 14-09-05
Références : Taggespiegel - 12/09/2005
P. Karageorgiev, D. Neher, B. Schulz, B. Stiller, U. Pietsch, M. Giersig, L. Brehmer.
“From anisotropic photo-fluidity towards nanomanipulation in the optical near-field”.
Nature Materials ,4 (9), 699-703.
Contact: [email protected]
4- Applications Energie-Transport
•
Une nouvelle pile à combustible de faible coût
Une entreprise anglaise, ITM Power, près de Cambridge, vient de créer une nouvelle membrane pour
piles à combustible PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell). Ces piles, fonctionnant au
méthanol, utilisent généralement comme membrane un polymère fluoré, le Nafion®, qui coûte
environ 400 euros par mètre carré. La nouvelle membrane de ITM Power est à base d’un polymère
hydrocarboné qui, en plus d'avoir une conductivité ionique trois fois supérieure à celle du Nafion,
coûte seulement 4 euros/m2. En outre, cette nouvelle membrane diminue les fuites transmembranaires
de méthanol. Elle va permettre d'utiliser un milieu alcalin, et ainsi d’obtenir une activité catalytique
supérieure par rapport à celle observée dans le milieu acide habituel. Le platine pourra être remplacé
par du palladium en tant que catalyseur du coté du combustible, ce qui entraînera une diminution du
prix de 25%. Cette pile, à la différence des piles à combustible conventionnelles, utilise deux liquides
et ne nécessite pas d'air. Le combustible employé est une solution de borohydrure de sodium, qui
transporte 50% d'énergie en plus par kilogramme que le méthanol, et l'oxydant est du peroxyde
d'hydrogène. Le fait que l'oxydant soit liquide permet d'ajuster des paramètres tels que l'hydratation,
le pH et la conductivité ionique. Les piles sont produites en utilisant le procédé "one-step" d'ITM : les
liquides sont versés dans un moule contenant la membrane et le catalyseur, puis l'ensemble est
introduit dans une chambre à rayonnement gamma, où les liquides se gélifient et restent élastiques.
Ces piles sont moulées dans différentes formes et peuvent se courber pour s'adapter à n'importe quelle
configuration, contrairement aux systèmes conventionnels. Le système peut être utilisé par les
services d'urgences car il n'émet ni CO2 ni fumée, contrairement aux piles classiques. Comme elle est
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complètement hermétique, la pile peut être utilisée pour des applications sous-marines et
aéronautiques. Cet appareil peut produire continuellement 20 W de puissance pendant plus de trois
jours, ce qui est le standard minimum pour les armées britannique et américaine
Source : ADIT- BE Royaume-Uni N°60, 5-10-05
Référence : e4, www.e4engineering.com, press release, 05/09/05
5- Applications diverses
• Revêtements antibrouillard
La condensation de vapeur d’eau, en particulier sur les verres de lunette et sur les pare-brises
automobile est un problème qui n’a pas encore trouvé de solution satisfaisante. Une équipe dirigée
par Michael Rubner au Massachussetts Institute of Technology (MIT) pense avoir trouver une
solution qui devrait en principe s’appliquer à toute sorte de surface, et conserverait son efficacité sur
de longues périodes, sans nécessiter d’activation par les UV comme c’est le cas pour les voies faisant
intervenir des nanoparticules d’oxyde de titane. L’auteur a examiné les propriétés de dépôts réalisés
en alternant des couches de nanoparticules de silice et de polyélectrolytes comme l’hydrochlorure
d’allylamine, le polystyrène sulfonate de sodium (PSS) et l’acide polyacrylique, ingrédients peu
coûteux à fabriquer. Avec le PSS, il a obtenu une surface « super hydrophile » ce qui fait que les
gouttes qui se forment sur la surface coalescent immédiatement pour former un film d’eau continu.
Un brevet a été déposé et on pense que ce type de revêtement sera sur le marché d’ici 2 à 5 ans. Les
militaires et au moins 2 grands constructeurs automobiles ont déjà exprimé leur intérêt pour cette
invention. Les mêmes revêtements peuvent aussi être adaptés pour apporter des propriétés anti-reflet,
en confectionnant des couches de même nature mais nanoporeuses ; on améliore ainsi la quantité de
lumière qui traverse une paroi vitrée comme celle d’une serre ou d’un panneau solaire. L’équipe
travaille actuellement pour étendre à d’autres matériaux les résultats obtenus jusqu’ici sur des
surfaces de verre. Enfin par la même approche, l’auteur a pu réaliser au contraire des revêtements
« super hydrophobes » ou des surfaces super hydrophobes sur lesquelles sont disposées des zones
super hydrophiles de quelques centaines de microns de diamètre seulement où des gouttes d’eau
peuvent séjourner ; ceci ouvre des possibilités d’application comme technique de « patterning »pour
élaborer des surfaces structurées
Source : EurekAlert Press release 20-08-05
www.eurekalert.org/pub_releases/2005-08/acs-nce081905.php
Référence : MF Rubner. Polyelectrolyte multilayers with extreme wetting properties.
ACS National Meeting Washington 28thAug -1st Sept 2005, PMSE Preprints, 93, 150.
6- Techniques de synthèse - Matières premières – Procédés – Outils
• De nouveaux amorceurs pour contrôler la tacticité lors de la polymérisation de l’isoprène
Un groupe de recherche japonais du Riken, dirigé par M. Zhaomin HOU, a mis au point de nouveaux
amorceurs capables de contrôler la réaction de polymérisation de l'isoprène, et ainsi obtenir le 1,4-cispolyisoprène et le 3,4-polyisoprène isotactique. Jusqu'à présent, le groupe utilisait des complexes
métallocènes de terres rares possédant 2 ligands cyclopentadiènyle (Cp) pour contrôler la
polymérisation du butadiène. Cela nécessitait l'addition de composés comme le méthylaluminoxane
(MAO), ce qui rendait difficile la maîtrise totale de la réaction. De nouveaux complexes semimétallocènes ont été développés, ainsi qu'un "composé organique contenant 2 atomes de phosphore et
un atome d'azote" ; ce système a été utilisé sur de l'isoprène sans addition de MAO. Une simple
association de complexes et d'activateurs donne une activité et une stéréosélectivité satisfaisantes.
Le 1,4-cis-polyisoprène obtenu ayant une distribution étroite de masses molaires, ses propriétés
mécaniques sont meilleures que celles du cis 1,4-polyisoprène obtenu par la méthode traditionnelle
(On ne précise pas comment se situent ces propriétés par rapport au caoutchouc naturel ! ndlr).
Le 3,4-polyisoprène isotactique est également considéré comme prometteur pour sa haute résistance.
Source : ADIT, BE du SST de l'Ambassade de France au Japon, N°376, 4/10/05 (376/ENV/1233)
Référence : Science News, 23/09/2005
Contacts : www.riken.jp/engn/r-world/research/lab/wako/organometallic/
[email protected]
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• Des particules d’élastomères à la carte pour le renforcement des matrices polymères
Une équipe américaine de Penn State University a décrit un moyen pour produire des particules
submicroniques (200nm) ou microniques d’élastomère éthylène-propylène-divinylbenzene (DVB)
réticulées sur lesquelles se trouve greffée une « brosse » de polymère thermoplastique tel que le
polystyrène, le polyméthacrylate de méthyle, le polypropylène ou le polyamide 11. Ces particules
sont ainsi facilement dispersables dans diverses matrices auxquelles elles adhèrent fortement.
La technologie proposée, pour laquelle un brevet a été déposé, fait intervenir la préparation de
l’élastomère avec un amorceur de type métallocène. Il a une structure linéaire et contient des motifs
styrène avec des doubles liaisons terminales, le DVB n’ayant réagi que par une seule de ses deux
doubles liaisons. Ce polymère est ensuite émulsifié et une partie des doubles liaisons des motifs
styrène est utilisée pour réticuler les particules d’élastomère ; la consommation doubles liaisons en
fonction du temps de réaction est suivie par RMN, et elle s’accompagne d’une réduction du diamètre
des particules. Les doubles liaisons non consommées qui restent à la surface permettent de fixer
ensuite la « brosse » directement par greffage (cas du polystyrène par exemple), ou d’introduire des
fonctions époxy ou anhydride maléique qui permettront un couplage ultérieur avec divers polymères
(cas du polyamide 11 par exemple)
Source : EurekAlert : Public press release ,20 Août 2005. “Tiny rubber balls give plastic bounce”.
Référence: U. Kandil, TC Chung. “ Polymer Star-Brushes from Reactive and Crosslinked Ethylene-based
Rubber Particles; Synthesis and Applications” Polymer Preprints, 46 (2), Aug 2005.
Contact: Andra Elyse Messer [email protected]
•
Contrôle de la croissance et de la morphologie des nanoparticules inorganiques par
utilisation d’une matrice polymère
C’est là une voie proposée par une équipe américaine du Georgia Institute of Technology (R
Tannenbaum) et de Drexel University (N. Dan) qui ont montré que dans une matrice de polymère
fondu, la taille et la forme de nanoparticules d’oxyde de fer sont fortement influencées par les
interactions interfaciales entre le polymère et les particules en formation. Lorsque les interactions sont
fortes, le diamètre est de l’ordre de 10-20 nm et la forme est pyramidale ; par contre si les interactions
sont faibles, les particules sont sphériques et leur diamètre est compris entre 40 et 60 nm. L’énergie
libre de la couche adsorbée serait le paramètre déterminant de ce phénomène qui semble indépendant
de la masse molaire du polymère. Ces résultats sur l’oxyde de fer ont été obtenus à partir
d’expériences avec des matrices de polystyrène, poly(méthyl méthacrylate), poly (fluorure de
vinylidène) et polycarbonate. Les particules minérales sont récupérées après pyrolyse de la matrice.
Les auteurs estiment que la méthode peut s’appliquer à bien d’autres types de particules minérales et
de matrices polymères. Le comportement est cependant très différent si on travaille dans une solution
de polymère ; la situation est plus complexe, dépend de la masse molaire du polymère et elle conduit
à des particules beaucoup plus grosses que dans le polymère fondu.
Source : ADIT, BE Etats-Unis N°3, 28-09-05 –
ADIT, BE Etats-Unis Sciences Physiques N° 22, 21-09-05
Référence : www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=11310
6- Polymères et environnement - Recyclage/Revalorisation des polymères
•
Les fenêtres en PVC aident à respecter le protocole de Kyoto et à économiser l'énergie
Une étude réalisée par l'Université Polytechnique de Catalogne démontre que les fenêtres en PVC
économisent de l'énergie, par rapport aux structures fabriquées avec d'autres matériaux.
C’est la conclusion du Laboratoire de Modélisation Environnementale du Département de Projets
d'Ingénierie, après avoir analysé les matériaux communément utilisés en Espagne pour la fabrication
des fenêtres, à savoir l'aluminium, le bois et le PVC. Au cours de leurs recherches, les scientifiques
ont évalué et comparé l'énergie consommée et le dioxyde de carbone émis, à chaque étape du cycle
de vie d'un matériau : depuis l'extraction et la production des matières premières, en passant par la
fabrication des profilés et l'usage de la fenêtre, jusqu'au recyclage du matériau. La consommation
d'énergie totale pour les fenêtres en PVC est inférieure à celle pour les structures en aluminium et en
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bois, avec des gains respectifs de 45% et 15% d'énergie consommée. L'utilisation du PVC minimise
également les émissions de CO2 dans l'atmosphère. L'équipe de chercheurs, dirigée par le professeur
Jose Maria Baldasano, complétera cette étude en analysant d'autres applications du PVC dans le
secteur de la construction (fabrication de tubes, etc.). Les conclusions définitives sont attendues pour
le second semestre 2005.
La totalité de l'étude servira à démontrer que le PVC est un matériau clé pour le respect du protocole
de Kyoto. Les résultats obtenus orienteront également les professionnels et les consommateurs dans
le choix du produit le plus pertinent pour l'économie d'énergie. Les premières conclusions devaient
être présentées au "LCM 2005 : Innovation by Life Cycle Management", congrès scientifique
international sur l'étude du cycle de vie des produits (Barcelone 5-7 sept. 2005).
Source : ADIT-BE Espagne N°43, 19-08-05
Référence : Edelman, 27/06/05
Contact : Jose Baldasano, Director del Departamento de Proyectos de Ingenieria, Universidad
Politecnica de Cataluna, tel : +34 934 01 17 46, http://www.upc.es
E-Mail : [email protected]
• Recyclage des emballages type Tetra-Pak®
Une start-up issue l'Université de Cambridge (UK), EnvAl, propose une technologie unique
permettant aux millions d’emballages Tetra-Pak® qui sont jetés chaque année d'être recyclés. Cette
technologie de pyrolyse par micro-ondes induites extrait l'aluminium et les plastiques contenus dans
l'emballage. Les techniques classiques permettent de recycler les 75% de papier et dirigent les 20%
de plastique et les 5% d'aluminium vers les décharges. EnvAl a gagné le prix de 150.000 livres
(environ 224.000 euros) de la création d'entreprise attribué par l'Université de Cambridge
("Cambridge University's Entrepreneurs business creation competition") pour commercialiser cette
technologie. Dans l’immédiat, le Dr. Carlos Ludlow Palafox, co-fondateur d'EnvAl, va construire
une usine pilote pour mener à bien la phase de tests, sans rechercher une grande rentabilité pour une
telle production de petite échelle. Le plan d'investissement prévoit cependant des fonds pour la
création d'une unité de recyclage mobile, permettant de faire des gains considérables en matière de
transport, le TetraPak possédant une faible densité. Il pense que le succès de la pyrolyse par microondes induites tient à son coût, son efficacité et au fait qu'on puisse l'appliquer à toutes les échelles.
Source : ADIT- BE Royaume-Uni 58 2/2, 30-06-05
Référence : The Engineer Online, press release, 08/06/05,
www.e4engineering.com
www.cheng.cam.ac.uk/news/2005/cueaward.html
www.cheng.cam.ac.uk/research/groups/biochem/Carlos_Ludlow_Research.htm
Contact: Carlos-Ludlow Palafox : [email protected] [email protected]
• Des cellulosomes mangeurs de papier
Le bois se décompose relativement rapidement pour revenir dans le cycle de croissance des
plantes. Mais contrairement à ce qu'on pourrait croire, le papier est une source majeure de
pollution. S'il n'est pas dans les conditions idéales d'humidité notamment, il peut mettre des
dizaines d'années à se décomposer, alors qu'il est pourtant fabriqué à partir du bois. En
1983, le Pr. Edward Bayer de l'Institut Weizmann et le Pr. Raphael Lamed de l'Université de
Tel-Aviv (Israël) découvraient les cellulosomes, de gros complexes d’enzymes
extracellulaires issus de bactéries anaérobies cellulolytiques. Ces complexes décomposent
la cellulose, composants principaux du bois et d'autres matières végétales.
Malheureusement, ils sont peu efficaces sur la cellulose remaniée par l'homme, comme le
papier. Le Pr. Bayer et son équipe ont donc entrepris de développer des cellulosomes
modifiés par le génie génétique qui pourraient alors rapidement digérer du papier pour
former un sirop de sucre soluble. La méthode n'est pas encore applicable aux décharges
mais elle promet une solution propre pour les vieux papiers.
Source : ADIT-BE Israël N°38, 29-07-05
Référence : Communique de presse de l'Institut Weizmann, 7-07-05
7- Nouvelles charges pour polymères : fullerènes, nanotubes, nanoparticules, charges lamellaires…
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Les fullerènes et surtout les nanotubes, sont considérés comme des charges potentiellement intéressantes
pour les polymères mais leur développement dans ce domaine est aujourd’hui limité par des problèmes
de mise en œuvre (dispersabilité dans les matrices polymères) et surtout de coût. Les « nanocharges »
lamellaires, à base d’argiles naturelles ou artificielles, moins « exotiques », laissent également espérer
des améliorations notables des performances des matériaux polymères. Considérant la masse des travaux
qui sont consacrés actuellement à ces produits, en particulier au Japon et aux USA, il nous a paru
important de suivre de près ce sujet et d’être attentifs à l’évolution de la situation.
• Un nouveau producteur de nanotubes de carbone annoncé au Canada
Une équipe canadienne (Institut Steacie des sciences moléculaires du CNRC (ISSM-CNRC) d'Ottawa
et Université de Sherbrooke) est sur le point de commercialiser un procédé breveté pour la production
de masse de nanotubes de carbone de grande pureté. C'est une opération qui, selon ses auteurs,
pourrait révolutionner l'usage de ce matériau de haute technologie dans grand nombre de produits.
Pour le moment, la production mondiale des nanotubes de carbone n'est que de 300 kg/an et elle se
vend jusqu'à 450 euros/g. L'équipe ISSM-CNRC/Sherbrooke espère que son procédé de production
pourra bientôt doubler la production mondiale de nanotubes de carbone de haute qualité, ce qui ferait
baisser les prix et susciterait de nouvelles utilisations, particulièrement dans les matériaux
composites. Le procédé utilisé est le résultat de la combinaison de l'expertise acquise dans le domaine
de la croissance de nanotubes de carbone assistée par laser et d'un procédé industriel appelé
technologie de plasma inductif thermique. Il consiste en une vaporisation de matériau de carbone
dans un plasma de chaleur intense. L'équipe dispose également d’un procédé chimique permettant de
mélanger les tubes dans des polymères pour faire des matériaux composites. Les formulations de
nanotubes de carbone de première génération et les matériaux composites qui en résultent font
actuellement l’objet d’essais standards de validation de résistance à l'Institut de recherche aérospatiale
du CNRC, et à l'Institut des matériaux industriels du CNRC. Le groupe ISSM-CNRC/Sherbrooke
espère disposer d’une installation pilote de production de nanotubes opérationnelle à Sherbrooke,
début 2006, et prévoit la création une société pour exploiter cette technologie.
Source : ADIT-BE Canada N° 280, 12-07-05
Référence: http://www.nrc-cnrc.gc.ca/highlights/0507carbon_nanotubes_f.html
Contacts : [email protected]
• Des nanotubes en feuille
L'équipe du Pr Baughman (University of Texas, Dallas), qui s'était déjà distinguée, début 2005, en
produisant des fibres et câbles tressés à base de nanotubes de carbone, vient de réaliser une nouvelle
avancée importante en fabriquant des feuilles et des rubans à partir des mêmes nano-objets. Les
précédentes méthodes de mise en forme de feuilles utilisaient des dispersions de nanotubes dans des
solvants, procédé lent et difficile à contrôler. La méthode des chercheurs de Dallas est dérivée de la
technique de filage qu'ils ont élaborée précédemment pour la fabrication de fils, et elle permet
d'obtenir des rubans de 5 cm de large et de 1 m de long. Après densification, ces feuilles ont une
épaisseur de l'ordre de 50 nanomètres, sont transparentes, très souples, conductrices et elles présentent
des propriétés mécaniques exceptionnelles, supérieures à celles du Mylar® et du Kapton® qui sont
utilisés pour la fabrication de véhicules spatiaux ultralégers. Avec de telles propriétés, les
potentialités d'application sont très importantes : on peut envisager par exemple ces feuilles comme
électrodes souples pour des dispositifs électroluminescents organiques ou pour des cellules solaires,
ou comme matériau pour la réalisation de supercapacités, d’éléments chauffants ou d'antennes. Les
premières applications pourraient apparaître dans un délai de l'ordre de cinq ans, à la condition
cependant que le coût de fabrication des nanotubes baisse sensiblement pour rendre ces nouvelles
feuilles compétitives avec les autres matériaux disponibles.
Source : ADIT-BE Etats-Unis N°2, 22-09-05, BE Etats-Unis Sciences Physiques N°22, 21-09-05
www.utdallas.edu/news/archive/2005/carbon-nanotube-sheets.html
Référence : M. Zhang, S. Fang, AA. Zakhidov, SB. Lee, AE. Aliev, CD. Williams, KR. Atkinson, RH.
Baughman. « Strong, Transparent, Multifunctional, Carbon Nanotube Sheets ». Science, 309 ( 5738), 12151219.( 19 Aug. 2005).
Contact: [email protected]
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•
Un consortium européen pour le développement de muscles artificiels à base de nanotubes
de carbone
Les caractéristiques et les propriétés de nanotubes de carbone en fait de bons candidats pour la
réalisation de transmetteurs pour de nouvelles générations de prothèses. C’est dans ce contexte que
s’est constitué le consortium « Nanomed », sous la direction de la British Healthcare Trading
Association (BHTA) qui rassemble 13 partenaires provenant de 6 pays européens et dont l’un des
principaux est le producteur belge de nanotubes Nanocyl. Ce projet doit fonctionner entre mars 2005
et février 2008.
Source: :NanoApex News, This week in Nanotech, 23/08/05 -30/08/05. [email protected]
Référence : http://www.nanoinvestornews.com/modules.php?name=News&file=article&sid=4505
Contacts : www.tft.csiro.au www.utdallas.edu
8-Analyse – Caractérisation – Etudes toxicologiques
• Une base de données sur les bénéfices et les risques relatifs aux nanotechnologies
L'organisation ICON (International Council On Nanotechnology) et le CBEN (Center for Biological
and Environmental Nanotechnology) de Rice University (Houston, Texas) ont lancé le 19 août la
première base de données "online" regroupant les découvertes scientifiques relatives aux bénéfices et
risques associés aux nanotechnologies (http://icon.rice.edu/research.cfm). Il s'agit là d'un premier
effort qui vise à recenser les publications scientifiques qui traitent de l'impact des nanoparticules sur
l'environnement et la santé. Cette base de données a pu être mise en place grâce aux efforts de
chercheurs de l'Université de Rice, de l'industrie chimique et de l'US Department of Energy. Alors
qu'il existe déjà une littérature abondante sur l'impact des nanoparticules produites non
intentionnellement comme sous-produits de divers processus (comme la combustion, par exemple), il
y a encore relativement peu de travaux sur les effets des nanomatériaux qui sont élaborés
intentionnellement. La prise en compte de ce manque commence à susciter l'ouverture de programmes
de recherche ciblés sur ces aspects. Dans ce contexte, il devient important de rassembler les différents
résultats qui sont rapportés de manière dispersée dans des revues très diverses par les toxicologistes,
les chercheurs du domaine biomédical, de l'environnement et les physiciens et chimistes qui élaborent
les nanomatériaux. Ce besoin a été reconnu par le groupe de travail Environnement, Sécurité et Santé
de la NNI (National Nanotechnology Initiative) et le Chemical Industry Board for Advancing
Nanotechnology, qui ont ainsi contribué à la mise en place de cette compilation. Pour l'instant, la base
de données recense les articles parus dans les revues scientifiques avec comité de lecture, mais il est
prévu qu'elle soit étendue dans le futur à d'autres types de publications, relatives par exemple à la
politique scientifique ou à des analyses du secteur. Dotée d'un moteur de recherche traditionnel sur le
nom des auteurs, l'année de publication ou des mots clés, elle devrait prochainement permettre de
classer les publications par type de particule ou par nature de risque. Un objectif à plus long terme
serait d'organiser l'information de la base de données afin qu'elle puisse être accessible à la fois par un
public de non spécialistes et par la communauté des chercheurs.
Source : ADIT- BE Etats-Unis N°1 du 15-09-05.
Référence : http://icon.rice.edu/newsiconreleases.cfm
Contact : Roland Herino, [email protected]
• Système de détection par empreinte moléculaire
L'Institut de chimie analytique de l'Université de Vienne (Autriche) met au point des matériaux
fonctionnels capables d'identifier des molécules, des polymères, voire des cellules entières. Le
principe repose sur la réalisation d’une empreinte de l'analyte sur une fine couche de polymère
(quelques centaines de nanomètres), puis cette empreinte est déposée sur le plateau d’une
microbalance à quartz. Un analyte entrant en contact avec le capteur ainsi formé, ira s'encastrer dans
l'empreinte lui correspondant, ce qui modifiera la masse du revêtement et donc la féequence de
résonance du quartz. Une molécule unique peut ainsi être détectée, la limite de sensibilité du détecteur
étant de l'ordre du femtogramme. Ce système, hautement sensible, est applicable à de nombreux
analytes et à de nombreux milieux, en phase gazeuse ou liquide. Les chercheurs, Franz Dickert et
Oliver Hayden, ont ainsi pu différencier les virus du rhume les uns des autres, puis ont pu identifier
des cellules sanguines en fonction de leur groupe sanguin. Autre prouesse technique envisageable : la
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détermination de l'état d'une cellule cancéreuse. Des empreintes moléculaires adaptées permettent de
savoir si une cellule est en phase de division ou non, quand d'autres permettent de mesurer son état de
nutrition, la seule contrainte consistant à produire l'empreinte. Cette technologie de reconnaissance
s'avère plus souple et plus économique que les technologies anticorps/antigènes, tributaires d'anticorps
parfois difficiles à obtenir puis à greffer à la surface du quartz. Des empreintes d’anticorps, se
comportent comme des anticorps synthétiques et sont plus robustes que anticorps naturels qui se
dégradent rapidement.
Source : ADIT- BE Autriche N°70, 14-09-05
Référence: APA, 02-08-2005
Contacts : Institut fur analytische Chemie und Lebensmittelchemie www.univie.ac.at/anchem/[email protected] [email protected]
9- Transformation mise en œuvre
• Une machine automatique de frittage des poudres pour le prototypage rapide
Le constructeur américain 3D Systems a présenté au printemps dernier deux modèles complètement
automatisés de machine de frittage de poudres métalliques ou polymères. L’un des modèles, le
Sinterstation Pro 230, offre un volume de fabrication de 230 litres, soit près de 50% de plus que le plus
grand des systèmes commercialisés jusqu’ici.
Source : ARAMM, Vigimat 902 (Juin 2005).
Référence: Industrie et Technologie, N°107 (8-04-05)
Contact : Rozenn Sellin [email protected] www.3dsystems.com
10- Quelques échos de l’industrie
• Mitsui Chemicals lance un forum sur les polymères.
Cette société propose depuis le 29 septembre un site Internet sur lequel il est possible d'échanger des
informations sur les polymères : http://www.mfpforum.com. La compagnie souhaite utiliser ce site afin
d'engager des consultations techniques avec ses clients et d'autres compagnies qui souhaitent
développer des objets en matériau polymère. Les participants peuvent donner leur avis, ont accès à des
données techniques concernant 40 produits de Mitsui, et créer des polymères virtuels.
(Malheureusement, ce forum n’est possible, pour l’instant au moins, qu’en utilisant la langue
japonaise. Ndlr)
Source : ADIT, BE du SST de l'Ambassade de France au Japon, N°372 du 06/09/2005 (372/MAT/1220)
Référence : The Nikkei Business Daily, 29/08/2005
Contact : [email protected]
• Création d’une société de recyclage des pneumatiques en Espagne
Les principaux fabricants et importateurs de pneumatiques présents en Espagne (Bridgestone,
Goodyear-Dunlop, Michelin et Pirelli) ont créé la première société de recyclage de pneumatiques
usagés de la Péninsule. Il s’agit de la société sans but lucratif Signus Ecovalor qui doit répondre aux
exigences juridiques en matière de recyclage fixées par l'administration centrale et les gouvernements
des communautés autonomes. Son activité sera la recherche de procédés efficaces de recyclage et de
voies de valorisation des pneumatiques usagés. Un système organisé de gestion des déchets est
actuellement étudié. Il devra s'adapter aux nécessités des fabricants, soumis à des normes
environnementales strictes, ainsi qu'aux exigences de la société. D'après les prévisions, l'entreprise
sera opérationnelle sur l'ensemble du territoire national courant 2006.
Source : ADIT-BE Espagne, 19-08-05
Contact : Camille Joret, [email protected]
11- Annonces diverses
11-1- Nouvelles informations
• Outils et structures de développement de nouveaux polymères :
Une liste de plates-formes, avec les listes d’information correspondantes sur leur équipement, leurs
moyens humains et leur mode de fonctionnement est accessible sur le site du GFP (Aller dans l’onglet
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« Nouveautés » ou dans l’onglet «Plates-formes»). Vous pouvez contacter les responsables de ces plates-formes
si vous désirez préparer de nouveaux polymères en quantités suffisantes (de l’ordre du Kg) à des fins
d’évaluation ou pour mieux apprécier leur faisabilité industrielle.
Une deuxième liste, concernant des plates-formes disposant d’outils de transformation et de
caractérisation des polymères, est également accessible sur le site.
Ces listes ne sont pas exhaustives mais le nombre de plates-formes y figurant s’accroît régulièrement et nous
sommes ouverts à toute nouvelle proposition d’industriels ou de laboratoires publics souhaitant y figurer.
N’hésitez pas à nous contacter à cet effet.
•
Ouvrages et documentation
- « Aide-Mémoire Matières Plastiques ». M. Carrega. Dunod/L’Usine Nouvelle.
•
Journée
Mecamat
"Changements
de
17 Novembre 2005, Paris (France)
Programme et informations : http:// www. gfp.asso.fr
•
Phase
induits
par
déformation"
EUPOC2006. “Branched Macromolecular Structures Controlled synthesis, morphology,
biomimetics, binding interactions and release”. Gargnano (Lac de Garde), Italie 7-12 May 2006.
Conférence EPF.
Information : http://www.EUPOC2006.org et www. gfp.asso.fr
Contact : [email protected]
11-2- Rappels
• 3rd Symposium « Emissions and odours from materials”. Bruxelles, 12-13 Octobre 2005.
Information: www.certech.be/ANG/news.htm
Contact : C. Henneuse. CERTECH B-7180 Seneffe (Belgique). Mel : [email protected]
• « Le Prototypage rapide aujourd’hui et dans 10 ans » - Atelier de prospective GFP, CTTM et l’AFPR,
Le Mans, 13 octobre 2005.
Information et inscription (50 € seulement) : http://www.cttm-lemans.com
(Plaquette aussi disponible sur http://www.gfp.asso.fr)
Contact : Cécile Leroux [email protected]
• « Imagerie et Polymères ». Atelier de prospective GFP-Société Française des Microscopies. Bordeaux,
20-21 Oct. 2005.
Information et inscriotion (60 € seulement) : www.enscpb.fr/imapol
Contact : Alain Deffieux [email protected]
• « De l’écoulement à la structure et aux propriétés ». 40ème Coll annuel du Groupe Français de
Rhéologie. Nice, 26-28 Octobre 2005.
Programme et informations : www.gfr2005.net
Contact :Florence Morcamp. Tel : 04 97 15 71 00, mel : [email protected]
• 6e Colloque Franco-Québecois sur les Polymères.
Lille, 5-9 Novembre 2005.
Programme et informations : [email protected]
Site web :http :://www. gfp.asso.fr (avec
résumés des conf. invitées)
• 35e Colloque National du GFP. Paris, 22-24 Novembre 2005.
Information : www.colnat-gfp2005.espci.fr
Contact : [email protected]
• « Rotomoulage, Soufflage et Thermoformage : Avancées Récentes en R&D ». Tours, 1-2 Déc. 2005.
Information et Contact : A. Tcharkhtchi- ENSAM Tél.: 33 01 44 24 63 01/01 44 24 64 13
[email protected]
•
1er Colloque Internat. "Les Polymères et le Feu" - IFP, Solaize 6 décembre 2005. Organisé par
l’ARAMM, le GFP, l’IFP, l’IFTH et la SFC.
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Information et Contacts : http://www.sfip-plastic.org/ [email protected] [email protected]
•
Flame Retardants « FR2006 ». Conférence et Exposition - Londres, 14-17 février 2006.
Information et contacts : Stephen J Grayson. Interscience Communication Ltd.
www.intercomm.dial.pipex.com
Mail :[email protected]
•
MemPro3 - Intégration des Membranes dans les Procédés. Nancy, 5-7 Avril 2006.
Information : www.ensic.inpl-nancy.fr/MemPro3/
•
(MAM-06) 3rd IUPAC International Symposium on Macro- and Supramolecular Architectures and
Materials Practical Nano-Chemistry and Novel Approaches. Tokyo, 28 Mai - 1 Juin 2006.
Information: www.waseda.jp/assoc-MAM-06/
Contact : [email protected]
• « 8th International Conference on Flow Processes in Composite Materials » Douai, 11-13 Juillet 2006.
Programme et inscriptions : www.ensm-douai.fr/fpcm8/
• « ECCM 12 – 12th European Conference on Composite Materials. Biarritz, 29 Août - 1er Sept 2006.
Information et inscription: www.fe.up.pt/ECCM12
Contact : Josette Forget, LCTS, Pessac. Tel : 05 56 84 47 00 Mel : [email protected]
• Matériaux 2006 - 36e Colloque National du GFP. Dijon, 13-17 Nov 2006
Information : www.materiaux2006.net
11-3- N’oubliez pas : SVP-Polymeres est à votre disposition !!
Le GFP a créé une adresse électronique générale: [email protected] pour recueillir toute
question concernant les polymères. Les questions sont renvoyées à un groupe d’experts volontaires,
membres du GFP, ayant accepté de répondre directement au demandeur, par courrier électronique.
Vous pouvez donc profiter de ce service, offert gracieusement aux membres du GFP et à tout autre
demandeur.
Vos éventuels commentaires et suggestions seront toujours très appréciés et seront pris en
compte pour progresser et ainsi mieux répondre à vos attentes.
N’hésitez donc pas à réagir !
Merci aussi de nous faire parvenir des propositions pour le prochain numéro de brèves qui devrait
paraître mi-novembre 2005.
La rédaction
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