Cette étude démontre la conception de polymères nanostructurés capables de changer d’état mécanique et optique sous l’action du dioxyde de carbone, ouvrant la voie à une valorisation fonctionnelle de ce gaz. Les chercheurs ont élaboré des élastomères constitués de polyéthylèneimine (PEI) vitrifiable par CO₂ et de polydiméthylsiloxane (PDMS) perméable au CO₂, formant une morphologie à séparation de phases nanométrique. L’exposition au CO₂ entraîne la formation de carbamates et d’acides carbamiques qui réticulent densément la phase PEI, transformant instantanément un matériau souple (module de l’ordre du MPa) en plastique rigide (de l’ordre du GPa). Cette vitrification réversible s’accompagne d’une augmentation marquée du module d’élasticité, d’une perte d’adhérence et d’une réduction du frottement de surface, tout en amplifiant fortement la fluorescence bleue du polymère. La combinaison de la diffusion rapide du CO₂ à travers le PDMS et de la réactivité du PEI assure un déclenchement homogène et cyclable du durcissement, stable à température ambiante mais annulé par chauffage. Le phénomène permet également de visualiser et d’enregistrer des motifs luminescents réversibles, suggérant des applications dans les dispositifs de détection, d’affichage et de stockage optique. Ces matériaux multifonctionnels exploitent simultanément la capture, la réactivité et la transduction du CO₂, établissant un concept inédit de polymères « CO₂-curables » capables de convertir une molécule environnementale en stimulus mécanique et optique pour les technologies intelligentes.
Nature