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NewsTechno #3 par la SATT Ouest Valorisation
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Chers partenaires, nous avons le plaisir de vous faire parvenir le nouveau numéro de notre newsletter.
Ce mois-ci, le thème des polymères intelligents est mis en avant. N'hésitez pas à la partager avec vos interlocuteurs en entreprise.
Bonne lecture
# 3 : Polymères Intelligents
Les polymères sont une classe de matériaux à part entière dont la formulation et la transformation sont le métier d’un nombre important d’entreprises innovantes dans le monde et en Europe. Avec une production de matières plastique en 2013 de 299 millions de tonnes, le continent européen occupe la seconde position en volume de production au niveau mondial. Cette production européenne est assurée par plus de 60 000 entreprises représentant 1,45 millions d’employés et a généré un chiffre d’affaires en 2013 de 320 milliards d’euros. (Source : Plastic Europe)
Les entreprises du secteur des polymères ont une production diversifiée qui va des produits de base aux matériaux à haute valeur ajoutée. En fait, il existe différentes façons pour différencier les polymères ; selon leurs propriétés thermomécaniques (thermoplastique ou thermodurcissable), leurs masses molaires ou encore leurs cristallinités (amorphe ou semi cristallin).
Dans cette newsletter, nous avons choisi de mettre en valeur des technologies s’appuyant sur des polymères innovants, dans le sens où ils apportent des propriétés "intelligentes" à ces matériaux. Dans ce contexte, les polymères présentés présentent des propriétés antibactériennes, de luminescence dans l’infrarouge ou encore de conduction électrique. Ces polymères trouvent des applications potentielles dans des domaines tels que la santé, l'électronique, la lutte anti-contrefaçon ou encore les vêtements intelligents.

 
Matthieu Picot
Chargé d'Affaires Matériaux
SAVE THE DATE


 
        

Electronique : polymère conducteur


Les matériaux polymères sont actuellement utilisés dans de nombreux domaines comme les transports ou l’électronique. Cependant, l’évacuation des charges électriques reste un problème chez ces matériaux puisqu’ils sont naturellement isolants. Différentes solutions pour pallier ce problème ont été proposées comme par exemple dans l’aéronautique avec le dépôt d’un matériau conducteur à la surface du polymère. Cette solution présente l’inconvénient majeur d’augmenter le poids du composé de manière significative.
La nouvelle solution propose un matériau biphasique composé d’une phase thermodurcissable (par exemple epoxy) et d’une phase thermoplastique contenant un matériau conducteur (par exemple du noir de carbone). Des conductivités de l’ordre de 10-3S/cm ont été obtenues dans le cas de l’utilisation de noir de carbone en tant que matériau conducteur.

 
                 

Luminescence : polymère luminescent dans le rouge profond

 
Actuellement, les pigments lumineux dans le rouge profond sont onéreux. La technologie est liée à une méthode d’incorporation de clusters de métaux de transition dans des matériaux polymères (PMMA, nylon, silicone, etc.). L’incorporation homogène et sans ségrégation de phase de ces clusters permet de conserver les propriétés mécaniques des polymères. Ces nouveaux matériaux sont caractérisés par des rendements d’émission élevés dans la zone 550-950 nm, avec une pureté et une homogénéité de rouges sur toute la surface. Cette zone d’émission permet d’envisager des applications dans des domaines tels que la santé (aspect cicatrisation), l’agriculture ou encore l’éclairage/affichage.
 
 
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Système anti-contrefaçon : marquage hautement sécurisé
 
Cette technologie de marquage est fondée sur un codage localisé induit par la lumière à l’échelle moléculaire. Ainsi un film de coumarine (substance naturel organique) est dimérisé localement par le passage d’un laser ce qui permet de marquer localement le film. L’information est cachée, indétectable par les moyens conventionnels, mais peut être restituée par la technique de SHG.
Ce niveau système de marquage est compatible avec une grande variété d'objets ainsi que de documents et présente une excellente stabilité dans le temps. La réaction chimique est localisée dans un petit volume (μm²)  et sur des films relativement fins (< 1μm).







 
Santé : silicones ayant des propriétés antimicrobiennes
 
De tous les biomatériaux, ce sont les silicones qui, pour leur résistance et leur compatibilité, sont les plus utilisés dans le milieu médical. Afin de rendre résistant aux bactéries le mobilier ou les appareils médicaux tels que les cathéters, prothèses, implants, un nouveau polymère a été développé.
La nouvelle composition de polymères à base de silicones qui a été développée est active sur des bactéries, champignons et levures tels qu’E.Coli, S.Aureus notamment. Ce polymère permet d’empêcher la prolifération de micro-organismes critiques en milieu médical.
      


 



 
 
Textiles intelligents : thermistance à base de fibres polymères
 
Il existe des thermistances à base de matériau polymère (comme le Polyéthylène haute densité) chargé en particules conductrices. Lorsque le matériau polymère fond (température), la conductivité change permettant la détection du changement de température. Cependant, les plages de température potentiellement détectables de ce type de capteur sont relativement limitées.
La technologie proposée surmonte cet inconvénient en utilisant une thermistance à base d’un mélange de deux polymères dont un seul est chargé en particules conductrices. La seconde protège la première par des propriétés mécaniques et thermiques supérieures.
Surtout, il est possible de mettre en forme le mélange de polymères sous forme de fibres ce qui permet d’envisager l’intégration de ces fibres dans des vêtements pour agir comme des capteurs de température. Par exemple : tenues militaires ou tenues de pompiers
.
 
 




 
Textiles Intelligents : capteur de gaz à base de fibres polymères
 
Il existe actuellement des capteurs de gaz se basant sur l’utilisation d’un mélange de deux polymères. Le principe étant que le polymère 1 réagit avec le gaz et permette sa détection tandis que le polymère 2 assure les propriétés mécaniques du capteur. Leur association n’assure cependant pas une efficience totale puisque ces fibres sont assez sensibles à l’abrasion.
La technologie développée surmonte cet inconvénient en proposant un capteur à base de fibres constituées de deux phases co-continues polymères. Ainsi, ces nouvelles fibres disposent de meilleures propriétés mécaniques et d’une meilleure résistance à l’environnement. Il est possible d’envisager d’intégrer ces fibres polymères dans des vêtements de pompiers ou militaires pour agir comme des détecteurs de gaz (par exemple le styrène, le toluène ou encore le méthanol)
.
 
Les technologies présentées dans cette NewsTechno sont issues des laboratoires qui suivent :
Pour en savoir plus sur les compétences des laboratoires :
  • Plug in Labs Ouest vous permet de rechercher de façon interactive des compétences dans les laboratoires publics de recherche en Bretagne.
  • Pour rechercher des compétences de laboratoires en Pays de la Loire, rendez-vous sur Territoires d'Innovation.
Les établissements de recherche implantés en Bretagne et Pays de la Loire disposent de nombreuses plates-formes technologiques. Elles permettent aux industriels l'accès à de précieuses compétences et équipements afin de maquetter et tester leurs innovations.
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