Des scientifiques découvrent la recette d'un plastique quasi indestructible

Le polystyrène est un plastique dur et vitreux que l'on retrouve quotidiennement sous forme d'emballages, de gobelets, d'ustensiles et de boîtiers pour appareils électroniques. Malgré son utilisation répandue, ce matériau présente un inconvénient majeur : sa fragilité. Il a tendance à se fissurer en cas de choc violent. Des scientifiques du MIT ont démontré qu'il est possible de doubler la résistance de ces polymères et du caoutchouc grâce à l'utilisation d'une molécule de réticulation spécifique.

Les chercheurs ont intégré au réseau polymère des liaisons volontairement affaiblies, appelées mécanophores. Lorsqu'un matériau est soumis à une force extérieure, ces liaisons se rompent de manière contrôlée au point d'impact. Ce mécanisme ouvre des voies d'absorption d'énergie accrue et redirige la propagation des fissures, tandis que les liaisons plus résistantes, qui supportent la charge principale, restent intactes.

Pour tester cette propriété, les scientifiques ont utilisé un système spécifique. Ils ont projeté des sphères de silicate microscopiques d'environ 0,001 cm de diamètre à une vitesse de 750 mètres par seconde sur de fines couches de polystyrène. En mesurant la vitesse des particules avant et après la perforation, ils ont calculé l'énergie emmagasinée. Il s'est avéré que le matériau contenant des mécanophores conservait une énergie nettement supérieure à celle du polystyrène classique. Les analyses microscopiques ont également montré que la vitesse élevée du projectile au point d'impact élève la température et crée une zone mobile où les liaisons faibles cèdent sous l'effet de la force, tandis que la zone environnante reste stable.

Cette approche est particulièrement intéressante car elle peut être appliquée à des matériaux plastiques et en caoutchouc existants et disponibles dans le commerce, avec une intervention chimique minimale. L'équipe a déjà obtenu des résultats similaires avec le caoutchouc SBS, utilisé dans les semelles de chaussures et les toitures. Elle étudie actuellement la possibilité de l'utiliser dans les pneumatiques automobiles.

Si ce procédé s'avère concluant, il pourrait mettre fin aux éclatements de pneus soudains sur les autoroutes, tout en réduisant considérablement la quantité de microplastiques créés lorsque les pneus frottent contre l'asphalte et qui représentent jusqu'à dix pour cent de toutes les particules de microplastiques présentes dans l'environnement.