Et si tous nos plastiques suivaient le même code ?

Résultats scientifiques
Polymères

Plastiques de « commodité » que l'on utilise en grande quantité dans notre quotidien, les polyuréthanes sont constitués de macromolécules très hétérogènes. En effet, leur procédé classique de fabrication ne permet pas de contrôler précisément la taille des chaînes macromoléculaires et les séquences de monomères. Pour obtenir des structures moléculaires plus uniformes, des chercheurs de l'Institut Charles Sadron de Strasbourg (CNRS) et de l'Institut de chimie radicalaire (CNRS/Aix-Marseille Université) ont mis au point une nouvelle voie de synthèse. Celle-ci permet en outre d'incorporer un message moléculaire codé sur les macromolécules de polyuréthane. Ces travaux font l'objet d'une publication dans la revue Chem.

Les polyuréthanes sont des plastiques présents dans de nombreux objets de notre vie quotidienne, par exemple dans les revêtements, les colles et les mousses. Toutefois, ces plastiques ont bien souvent des structures moléculaires très mal définies. En effet, ils sont élaborés via un procédé industriel qui vise à produire rapidement de grands tonnages mais conduit aussi à des matériaux très hétérogènes. Ainsi, ces polymères ne sont en général utilisés que pour des applications dites de « commodité » qui ne requièrent pas des propriétés physiques très élaborées.

En quête de polyuréthanes mieux contrôlés à l'échelle moléculaire, des chercheurs de l'Institut Charles Sadron de Strasbourg et de l'Institut de chimie radicalaire de l'Université d'Aix-Marseille ont développé une nouvelle approche de synthèse. Elle consiste en une méthode dite orthogonale qui permet d'attacher une à une les unités monomères qui constituent les chaînes de polyuréthane. Les polymères obtenus selon ce procédé sont donc parfaitement uniformes à l'échelle moléculaire. De plus, le procédé est très simple et ces macromolécules peuvent être préparées rapidement.

Cette méthode inédite permet aussi d'écrire un message moléculaire codé sur les macromolécules de polyuréthanes. Par exemple, un message binaire peut être incorporé dans les chaînes macromoléculaires en utilisant deux monomères définis arbitrairement comme un 0 ou un 1. Après avoir été implémenté, ce message peut aussi être lu extrêmement facilement par séquençage par spectrométrie de masse.

Les chercheurs ont enfin montré qu'il est possible de disperser ces polyuréthanes codés dans d'autres types de matériaux (par exemple, du polystyrène ou une impression 3 D en résine méthacrylate) et de les utiliser comme codes-barres moléculaires permettant d'authentifier ces matériaux. Ces étiquettes moléculaires pourraient donc être employées pour des suivis de traçabilité ou des applications anti-contrefaçons, par exemple dans l'industrie pharmaceutique, l'industrie agro-alimentaire ou l'industrie automobile.

 

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© Jean-François Lutz

 

 

Références de l’article


Ufuk Saim Gunay, Benoît Eric Petit, Denise Karamessini, Abdelaziz Al Ouahabi, Jean-Arthur Amalian, Christophe Chendo, Michel Bouquey, Didier Gigmes, Laurence Charles, Jean-François Lutz Chemoselective synthesis of uniform sequence-coded polyurethanes and their use as molecular tags
Chem 7 juillet 2016
DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.chempr.2016.06.006

Contact

Jean-François Lutz
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Chargée de communication
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Responsable Communication
Christophe Cartier dit Moulin
INC & Institut parisien de chimie moléculaire