Institut Charles Gerhardt Montpellier (ICGM)

Réunion de scientifiques sur les avancées du projet Afcan portant sur l'étude de matériaux aux propriétés dynamiques appelés vitrimères, sans additifs. Les priorités sont déterminées pour les prochaines expériences en fonction des objectifs de l'étude. Les voies de valorisation des résultats sont également discutées. Les réseaux covalents adaptables, ou vitrimères, sont une nouvelle classe de matériaux polymères. Ils combinent une forte résistance mécanique, un caractère insoluble et la…

Positionnement d'un disque de 8 mm de matériau aux propriétés dynamiques, appelé vitrimère, au sein d'un rhéomètre. Le comportement dynamique de ce matériau est spécifiquement évalué par rhéologie, qui est l'étude de la résistance à la déformation et aux contraintes. Au cours d'un test de relaxation de contrainte, une déformation est appliquée sur le matériau. Les échanges chimiques en son sein permettent sa relaxation et donc le relâchement de la force nécessaire au maintien de la déformation…

Positionnement d'un échantillon de vitrimère, matériau aux propriétés dynamiques, sur une nacelle de mesure pour une analyse ThermoGravimétrique (ATG). Cette analyse mesure l'évolution de la masse d'un échantillon en fonction de sa température pour déterminer la stabilité thermique du matériau. La température critique de dégradation est considérée comme la température à partir de laquelle l'échantillon a perdu 2% de sa masse initiale. Les réseaux covalents adaptables, ou vitrimères, sont une…

Évaluation visuelle du vitrimère, un matériau aux propriétés dynamiques obtenu après réticulation. Une fois la synthèse de monomères fluorés multifonctionnels effectuée, une réaction de polymérisation permet la formation d’un réseau réticulé, constituant les vitrimères. Les réseaux covalents adaptables, ou vitrimères, sont une nouvelle classe de matériaux polymères. Ils combinent une forte résistance mécanique, un caractère insoluble et la capacité d'être remis en forme après une rupture. Ces…

Découpage à l'aide d'un emporte-pièce et d'une presse d'un morceau de vitrimère, matériau aux propriétés dynamiques, qui servira à un test de traction. Ce test est effectué sur les matériaux initiaux et ceux ayant subi des cycles de déformation et de remise en forme dans le but de démontrer la recyclabilité des vitrimères fluorés synthétisés. Le test de traction consiste en l’étirement d’une éprouvette (morceau du matériau découpé de manière normalisée) à une vitesse spécifique. Les propriétés…

Positionnement d'une capsule DSC contenant un réseau covalent adaptable, ou vitrimère, dans le passeur d'échantillons d'une machine d'analyse par calorimétrie différentielle à balayage (DSC). Pour déterminer la capacité calorifique du matériau, les scientifiques comparent la quantité de chaleur nécessaire à l'échauffement d'une capsule DSC contenant le matériau, et d'une capsule DSC témoin. L’évaluation de cette valeur permet de déterminer la température de transition vitreuse (Tg) entre l'état…

Évaluation visuelle du caractère insoluble d'un matériau aux propriétés dynamiques (réseau covalent adaptable) fluoré. Pour mesurer un taux d'insoluble, un morceau de matériau est pesé avant et après une immersion de 24h dans un solvant. Les parties du matériau n’étant pas liées de façon covalente (liaison chimique forte) au réseau se dissolvent au sein du solvant, modifiant ainsi la masse de l'échantillon. Le solvant utilisé ainsi que le chauffage à une température particulière peuvent être…

Positionnement de tubes contenant des monomères fluorés synthétisés, pour leur analyse par résonance magnétique nucléaire (RMN). En utilisant les propriétés magnétiques propres à chaque atome, l’analyse RMN permet d’obtenir les déplacements chimiques des atomes d’hydrogène, de carbone et de fluor composant la molécule. L’analyse de ces déplacements chimiques permet d'identifier la structure des monomères fluorés qui ont été précédemment synthétisés. Ces derniers servent à la confection de…

Positionnement d'un disque de 8 mm de matériau aux propriétés dynamiques, appelé vitrimère, au sein d'un rhéomètre. Le comportement dynamique de ce matériau est spécifiquement évalué par rhéologie, qui est l'étude de la résistance à la déformation et aux contraintes. Au cours d'un test de relaxation de contrainte, une déformation est appliquée sur le matériau. Les échanges chimiques en son sein permettent sa relaxation et donc le relâchement de la force nécessaire au maintien de la déformation…

Positionnement d'un échantillon de vitrimère, matériau aux propriétés dynamiques, sur une nacelle de mesure pour une analyse ThermoGravimétrique (ATG). Cette analyse mesure l'évolution de la masse d'un échantillon en fonction de sa température pour déterminer la stabilité thermique du matériau. La température critique de dégradation est considérée comme la température à partir de laquelle l'échantillon a perdu 2% de sa masse initiale. Les réseaux covalents adaptables, ou vitrimères, sont une…

Évaluation visuelle du caractère insoluble d'un matériau aux propriétés dynamiques (réseau covalent adaptable) fluoré. Pour mesurer un taux d'insoluble, un morceau de matériau est pesé avant et après une immersion de 24h dans un solvant. Les parties du matériau n’étant pas liées de façon covalente (liaison chimique forte) au réseau se dissolvent au sein du solvant, modifiant ainsi la masse de l'échantillon. Le solvant utilisé ainsi que le chauffage à une température particulière peuvent être…

Synthèse et purification de monomères fluorés, substance servant à la confection des matériaux aux propriétés dynamiques, appelés vitrimères. Les réseaux covalents adaptables, ou vitrimères, sont une nouvelle classe de matériaux polymères. Ils combinent une forte résistance mécanique, un caractère insoluble et la capacité d'être remis en forme après une rupture. Ces propriétés sont rendues possibles grâce à la composition de leurs réseaux chimiques, notamment par la présence de liens…

Morceau de vitrimère, matériau aux propriétés dynamiques, positionné dans une machine de traction. Ce test est effectué sur les matériaux initiaux et ceux ayant subi des cycles de déformation et de remise en forme dans le but de démontrer la recyclabilité des vitrimères fluorés synthétisés. Le test de traction consiste en l’étirement d’une éprouvette (morceau du matériau découpé de manière normalisée) à une vitesse spécifique. Les propriétés de résistance du matériau sont déterminées en…

Positionnement d'une capsule DSC contenant un réseau covalent adaptable, ou vitrimère, dans le passeur d'échantillons d'une machine d'analyse par calorimétrie différentielle à balayage (DSC). Pour déterminer la capacité calorifique du matériau, les scientifiques comparent la quantité de chaleur nécessaire à l'échauffement d'une capsule DSC contenant le matériau, et d'une capsule DSC témoin. L’évaluation de cette valeur permet de déterminer la température de transition vitreuse (Tg) entre l'état…

Évaluation visuelle du caractère insoluble d'un matériau aux propriétés dynamiques (réseau covalent adaptable) fluoré. Pour mesurer un taux d'insoluble, un morceau de matériau est pesé avant et après une immersion de 24h dans un solvant. Les parties du matériau n’étant pas liées de façon covalente (liaison chimique forte) au réseau se dissolvent au sein du solvant, modifiant ainsi la masse de l'échantillon. Le solvant utilisé ainsi que le chauffage à une température particulière peuvent être…

Positionnement de tubes contenant des monomères fluorés synthétisés, pour leur analyse par résonance magnétique nucléaire (RMN). En utilisant les propriétés magnétiques propres à chaque atome, l’analyse RMN permet d’obtenir les déplacements chimiques des atomes d’hydrogène, de carbone et de fluor composant la molécule. L’analyse de ces déplacements chimiques permet d'identifier la structure des monomères fluorés qui ont été précédemment synthétisés. Ces derniers servent à la confection de…

Matériaux aux propriétés dynamiques appelés vitrimère, l'un contenant au sein de sa structure chimique des liens échangeables activés par des atomes de fluors et l'autre non. Ils sont découpés avant d’être positionnés au sein d’une presse chauffante pour un test de remise en forme après rupture. Une température suffisamment élevée déclenche des échanges chimiques au sein du matériau qui permettent sa remise en forme. La présence des atomes de fluor diminue la température nécessaire. Une très…

Positionnement d'un échantillon de vitrimère, matériau aux propriétés dynamiques, sur une nacelle de mesure pour une analyse ThermoGravimétrique (ATG). Cette analyse mesure l'évolution de la masse d'un échantillon en fonction de sa température pour déterminer la stabilité thermique du matériau. La température critique de dégradation est considérée comme la température à partir de laquelle l'échantillon a perdu 2% de sa masse initiale. Les réseaux covalents adaptables, ou vitrimères, sont une…

Griffe de pou (tarse), qui s'agrippe à un cheveu. Cette image a été réalisée au microscope électronique à balayage (MEB) avec un grossissement x 300. Elle est retraitée et colorisée avec des couleurs artificielles.

Une impression de flou ? Si vous enfilez des lunettes 3D, vous pourrez voir cette photographie en relief, réalisée avec la technique de l’anaglyphe : deux images sont superposées, l’une en rouge, l’autre en cyan ; le léger décalage entre les deux reproduit cet effet de profondeur. Se dévoilent ainsi des nanostructures empilées de cuivre, un métal-candidat prometteur pour transformer en de potentielles ressources les milliards de tonnes de CO2 que nous injectons chaque année dans l’atmosphère…

Une diatomée observée au microscope électronique à balayage (MEB) avec un grossissement x 2000. L’image est retraitée et colorisée avec des couleurs artificielles.

Une partie d'un œil de moucheron observée au microscope électronique à balayage (MEB) avec un grossissement x 1000. L’image est retraitée et colorisée avec des couleurs artificielles.

Minuscules éponges dures et denses, les zéolithes sont des cristaux extrêmement poreux aux propriétés pour le moins uniques : un seul gramme de zéolithe comprend des milliards de pores et de cavités de taille proche du nanomètre, soit une surface intérieure pouvant atteindre… 900m² ! Sur cette image, on observe un agencement plutôt esthétique de cristaux de zéolithes posés sur du scotch carbone. On cherche ici à explorer et caractériser à l’échelle du nanomètre l’organisation interne de ces…

À l’inverse de ses congénères autour d’elle, cette petite bille de polyméthacrylate de méthyle (PMMA) - sorte de verre organique à l’instar du Plexiglas, d’environ un micromètre de diamètre - n’a pas réussi son test d’agent porogène : défectueuse, elle s’est affaissée sur elle-même. Ici, les scientifiques testent de nouveaux matériaux filtrants à base de céramique pour retenir les particules de corrosion qui se déposent, avec le temps, sur les parois des réacteurs nucléaires à eau pressurisée…

Métallisation d'échantillons isolants, par pulvérisation cathodique de platine, en vue de leur observation au microscope électronique à balayage (MEB). Tout échantillon observé dans un MEB doit en effet être conducteur : la métallisation sous vide primaire permet de déposer une fine couche métallique (ici en platine) de quelques nanomètres d’épaisseur sur l'échantillon, par décharge dans un plasma en présence de gaz argon. Les échantillons métallisés sont ainsi rendus conducteurs sous le…

Billes de dioxyde de titane (TiO2) observées au microscope électronique à balayage (MEB) avec un grossissement x 2 000. La photo est retraitée et colorisée avec des couleurs artificielles. Le dioxyde de titane permet d’accélérer la vitesse d'une réaction chimique en présence de lumière, c'est le principe de la photocatalyse.

Image colorisée de polyacrylonitrile (polymère) recouvert d'or, observé au microscope électronique à balayage avec un grossissement x 6 000. Ces nanofibres de polyacrylonitrile, préparées par la méthode d'électrospinning et recouvertes d'or, sont utilisées comme matériau d'électrodes pour biopiles à combustibles.

Billes de dioxyde de titane (TiO2) observées au microscope électronique à balayage (MEB) avec un grossissement x 2 000. Le dioxyde de titane permet d’accélérer la vitesse d'une réaction chimique en présence de lumière, c'est le principe de la photocatalyse.

Face interne d'un doigt d'une patte de gecko, la tarente de Maurétanie, que l'on trouve l'été dans le sud de la France. Les poils à l'extrémité de ses doigts permettent l'adhérence sur tout support (forces de Van der Waals). Cette observation est réalisée au microscope électronique à balayage (MEB) avec un grossissement x 80. La photo est retraitée et colorisée avec des couleurs artificielles.

Plume d'oiseau vue au microscope électronique à balayage avec un grossissement x 800. La photo est retraitée et colorisée avec des couleurs artificielles.

Membrane céramique d'alumine (Al2O3) et de dioxyde de titane (TiO2) (en forme de coeur) observée au microscope électronique à balayage (MEB) avec un grossissement x 3000. Ce type de membrane de microfiltration, qui peut résister à des températures supérieures à 300 °C, est utilisé pour séparer les particules colloïdales d'un milieu primaire. La photographie est retraitée et colorisée avec des couleurs artificielles.

Cristaux d'alumino silicate vus au microscope électronique à balayage avec un grossissement x 2 000. L'alumino silicate est utilisé pour la réalisation des cellules des panneaux solaires. La photo est retraitée et colorisée avec des couleurs artificielles.

Billes de silice observées au microscope électronique à balayage (MEB) avec un grossissement x 800. La photo est retraitée et colorisée avec des couleurs artificielles. Étudiées dans un but thérapeutique, les nanoparticules de silice poreuse permettent le transport des médicaments dans l'organisme.