Des systèmes complexes de plus en plus élaborés

Jean-François Lutz, responsable du laboratoire de Chimie Macromoléculaire de Précision et Jean-Marie Lehn, responsable du laboratoire de Chimie Supramoléculaire, cherchent à comprendre les liens de cause à effet entre la structure moléculaire de macromolécules très simples et leur auto-organisation supramoléculaire en des assemblages très compliqués.

Dans Nature Reviews Materials, ces équipes décrivent que la synthèse des polymères synthétiques, qui sont bien souvent des matériaux plastiques peu élaborés, a beaucoup progressé et permet désormais d’obtenir des macromolécules non-naturelles de plus en plus sophistiquées. Celles-ci peuvent en effet être aussi élaborées que les biopolymères naturels comme des protéines ou des acides nucléiques. Ce design moléculaire permet désormais d’aller vers des auto-assemblages qui sont de plus en plus contrôlés et dont la complexité se rapproche de celle de la matière vivante.

Cet article définit les contours de ce domaine en pleine effervescence. En effet, il est en général très difficile de prédire le comportement d’un système complexe en se basant uniquement sur la structure moléculaire des molécules qui le composent. Jean-François Lutz nous confie que « lorsque l’on mélange deux ou trois macromolécules, on arrive à comprendre leur comportement mais lorsque l’on dépasse la centaine voir le millier cela devient très nébuleux ».

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L’article analyse les outils de chimie qui permettent de passer de structures polymères conventionnelles mal définies à des objets beaucoup plus complexes et notamment à des matériaux polymères dynamiques et adaptatifs dont les propriétés sont inspirées par celles des tissus biologiques. Par exemple, les matériaux polymères auto-réparants ou auto-cicatrisants ouvrent de nouveaux horizons technologiques dans les domaines des nanotechnologies, des colles et revêtements et du matériel biomédical. Ce projet est soutenu par le LabEx Chimie des Systèmes Complexes.

Référence

From precision polymers to complex materials and systems.
Jean-François Lutz, Jean-Marie Lehn, E. W. Meijer & Krzysztof Matyjaszewski
Nat. Rev. Mater. 2016, 16024, doi:10.1038/natrevmats.2016.24

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