Le matériau auto-cicatrisant peut se construire à partir de carbone dans l'air: Prendre une page des plantes vertes, un nouveau polymère « pousse » par une réaction chimique avec le dioxyde de carbone.

Un matériau conçu par les ingénieurs chimistes du MIT peut réagir avec le dioxyde de carbone de l'air, grandir, Le seul cours de projet CCNA complet utilisant le traceur de paquets sur Udemy, et même se réparer. Le polymère, qui pourrait un jour être utilisé comme matériau de construction ou de réparation ou pour des revêtements protecteurs, convertit en continu le gaz à effet de serre en un matériau à base de carbone qui se renforce.

La version actuelle du nouveau matériau est une substance synthétique semblable à un gel qui effectue un processus chimique similaire à la façon dont les plantes incorporent le dioxyde de carbone de l'air dans leurs tissus en croissance.. Le matériel pourrait, par exemple, être transformés en panneaux d'une matrice légère qui pourraient être expédiés sur un chantier de construction, où ils durciraient et se solidifieraient juste à cause de l'exposition à l'air et à la lumière du soleil, économisant ainsi sur l'énergie et le coût du transport.

La découverte est décrite dans un article de la revue Matériaux avancés, par le professeur Michael Strano, postdoc Seon-Yeong Kwak, et huit autres au MIT et à l'Université de Californie à Riverside

"Il s'agit d'un tout nouveau concept en science des matériaux,» Dit Strano, le Carbone C. Professeur Dubbs de génie chimique. "Ce que nous appelons les matériaux fixateurs de carbone n'existe pas encore aujourd'hui" en dehors du domaine biologique, il dit, décrivant les matériaux qui peuvent transformer le dioxyde de carbone de l'air ambiant en un solide, forme stable, en utilisant uniquement la puissance de la lumière du soleil, comme le font les plantes.

Développer un matériau synthétique qui non seulement évite l'utilisation de combustibles fossiles pour sa création, mais consomme en fait du dioxyde de carbone de l'air, a des avantages évidents pour l'environnement et le climat, soulignent les chercheurs. "Imaginez un matériau synthétique qui pourrait pousser comme des arbres, prélever le carbone du dioxyde de carbone et l'incorporer dans le squelette du matériau,» Dit Strano.

Le matériau utilisé par l'équipe dans ces premières expériences de validation de principe utilisait un composant biologique - les chloroplastes, les composants captant la lumière dans les cellules végétales, que les chercheurs ont obtenu à partir de feuilles d'épinards. Les chloroplastes ne sont pas vivants mais catalysent la réaction du dioxyde de carbone au glucose. Les chloroplastes isolés sont assez instables, ce qui signifie qu'ils ont tendance à cesser de fonctionner après quelques heures lorsqu'ils sont retirés de la plante. Dans leur journal, Strano et ses collègues démontrent des méthodes pour augmenter de manière significative la durée de vie catalytique des chloroplastes extraits. Dans les travaux en cours et à venir, le chloroplaste est remplacé par des catalyseurs d'origine non biologique, Strano explique.

Le matériel utilisé par les chercheurs, une matrice de gel composée d'un polymère à base d'aminopropyl méthacrylamide (APMA) et glucose, une enzyme appelée glucose oxydase, et les chloroplastes, devient plus fort car il incorpore le carbone. Il n'est pas encore assez solide pour être utilisé comme matériau de construction, bien qu'il puisse fonctionner comme un matériau de remplissage ou de revêtement de fissures, les chercheurs disent.

L'équipe a mis au point des méthodes pour produire des matériaux de ce type à la tonne, et se concentre maintenant sur l'optimisation des propriétés du matériau. Des applications commerciales telles que les revêtements auto-cicatrisants et le remplissage de fissures sont réalisables à court terme, ils disent, considérant que des progrès supplémentaires dans la chimie de base et la science des matériaux sont nécessaires avant que les matériaux de construction et les composites puissent être développés.

L'un des principaux avantages de ces matériaux est qu'ils se réparent automatiquement lorsqu'ils sont exposés au soleil ou à un éclairage intérieur., Étrange dit. Si la surface est rayée ou fissurée, la zone touchée se développe pour combler les lacunes et réparer les dégâts, sans nécessiter aucune action extérieure.

Bien qu'il y ait eu un effort généralisé pour développer des matériaux d'auto-guérison qui pourraient imiter cette capacité des organismes biologiques, les chercheurs disent, ceux-ci ont tous nécessité une entrée extérieure active pour fonctionner. Chauffage, lumière UV, Stress mécanique, ou un traitement chimique ont été nécessaires pour activer le processus. Par contre, ces matériaux n'ont besoin que de lumière ambiante, et ils incorporent la masse du carbone dans l'atmosphère, qui est omniprésent.

Le matériau commence comme un liquide, Kwak dit, ajouter, "c'est excitant de le regarder alors qu'il commence à se développer et à se regrouper" en une forme solide.

"La science des matériaux n'a jamais rien produit de tel,» Dit Strano. "Ces matériaux imitent certains aspects de quelque chose de vivant, même s'il ne se reproduit pas. Parce que la découverte ouvre un large éventail de recherches de suivi possibles, les Etats Unis. Le ministère de l'Énergie parraine un nouveau programme dirigé par Strano pour le développer davantage.

"Notre travail montre que le dioxyde de carbone n'est pas nécessairement un fardeau et un coût,» Dit Strano. "C'est aussi une opportunité à cet égard. Il y a du carbone partout. Nous construisons le monde avec du carbone. L'homme est fait de carbone. Fabriquer un matériau qui peut accéder au carbone abondant qui nous entoure est une opportunité importante pour la science des matériaux. De cette façon, notre travail consiste à fabriquer des matériaux qui ne sont pas seulement neutres en carbone, mais négatif en carbone.

La source:

http://news.mit.edu, par David L. shipchandler