Antoine Brézault a réalisé sa thèse intitulée « Microgels supramoléculaires stimulables : du contrôle de la microstructure à l’étude de leur comportement aux interfaces » au Centre de Recherche Paul Pascal, en collaboration avec le Nsysa de l’ISM et le laboratoire Sciences et Ingénierie de la Matière Molle (SIMM) à Paris. Encadrée par Véronique Schmitt, Valérie Ravaine, Nicolas Sanson et Patrick Perrin, cette thèse a été financée par un Contrat Doctoral Spécial Normalien (CDSN) obtenu par Antoine. lire plus…

Une équipe de recherche a élaboré une stratégie catalytique en tandem baptisée « découplage-recouplage cinétique » visant à transformer sélectivement les déchets de polyéthylène en monomères légers. Ce procédé novateur surmonte l’inertie chimique des liaisons carbone-carbone saturées en orchestrant deux cycles réactionnels distincts : une déshydrogénation initiale sur zéolithe générant des sites insaturés réactifs, suivie d’une scission contrôlée de la chaîne polymère par dimérisation et rupture bêta. L’ingéniosité du système réside dans la modulation précise des vitesses réactionnelles, permettant d’éviter l’accumulation d’intermédiaires stables qui entravent habituellement l’efficacité globale ou empoisonnent les catalyseurs. En favorisant la production exclusive de propylène et d’éthylène de haute pureté directement utilisables pour la repolymérisation, cette approche offre une voie thermochimique viable pour boucler le cycle de vie des plastiques polyoléfiniques, résolvant ainsi les défis de sélectivité inhérents aux méthodes de pyrolyse conventionnelles.

https://phys.org/news/2025-12-kinetic-decoupling-recoupling-strategy-enables.html

Des chercheurs ont développé une stratégie d’initiation photothermique sans contact permettant de piloter la polymérisation frontale au cours de l’impression 3D de composites polymères. Ce procédé exploite la capacité des renforts en fibres de carbone à absorber l’énergie d’un faisceau laser pour générer localement la chaleur nécessaire au démarrage d’une réaction de durcissement auto-entretenue. En s’affranchissant des sources de chaleur externes globales ou des contacts physiques limitants, cette méthode assure une solidification quasi instantanée de la résine thermodurcissable dès sa dépose, facilitant la fabrication de formes libres sans outillage complexe. Cette innovation améliore considérablement l’efficacité énergétique et la vitesse de production par rapport aux cycles de cuisson conventionnels, tout en préservant l’intégrité structurelle des pièces. Elle présente un potentiel industriel majeur pour l’élaboration automatisée et continue de matériaux composites à haute performance, notamment pour des applications nécessitant une grande liberté de conception ou des interventions de réparation rapide.

Non-contact photothermal initiation of frontal polymerization during 3D printing of polymer composites – npj Advanced Manufacturing

Frontal polymerization (FP) offers a rapid and energy-efficient strategy for curing thermoset polymers and their composites during additive manufacturing (AM) processes. Current approaches for initiating FP in FP-enabled AM rely on heated beds or manual contact methods, which limit scalability, process control, and full automation. Here, we demonstrate a compact, low-power laser-based photothermal system capable…

Nature

Des chercheurs ont développé une stratégie de fabrication séquentielle pour élaborer des hydrogels mimétiques de tissus biologiques présentant une résistance exceptionnelle à la propagation des fissures. Cette approche innovante repose sur la nanocristallisation progressive de réseaux polymères anisotropes, obtenue par la combinaison synergique d’un entraînement mécanique, d’un recuit humide et d’un processus de relargage salin. Ce protocole permet d’orienter les chaînes moléculaires et d’induire la formation contrôlée de domaines cristallins à plusieurs échelles, créant ainsi une architecture hiérarchique dense similaire à celle des structures biologiques naturelles comme les tendons ou les muscles. Les matériaux résultants surmontent les compromis habituels entre rigidité et extensibilité, offrant une durabilité et une tolérance aux défauts nettement supérieures aux hydrogels synthétiques conventionnels. Cette maîtrise fine de la microstructure et de l’anisotropie ouvre des perspectives technologiques majeures pour la conception d’implants biomédicaux sous contrainte, de dispositifs de robotique souple et de matériaux de remplacement pour l’ingénierie tissulaire avancée.

Hierarchical crack-resistant, tissue-mimetic hydrogels enabled by progressive nanocrystallization of anisotropic polymer networks – Nature Communications

Hydrogels are versatile materials, but achieving favorable properties can be challenging. Here, the authors report a hydrogel prepared through three processing stages, forming a hierarchical architecture for fatigue resistance and low swelling.

Nature

Des chercheurs ont mis au point un dispositif analytique hybride combinant la rhéométrie et la spectroscopie d’impédance électrochimique pour élucider le comportement interne des gels de poly(N-isopropylacrylamide) soumis simultanément à des contraintes de cisaillement et des variations thermiques. Cette technique de « rhéo-impédance » permet de capturer en temps réel les modifications de la microstructure du réseau polymère sans perturber son intégrité physique. L’étude démontre que lors de la transition de phase volumique, le matériau passe d’un état hydraté et conducteur à une configuration déshydratée hétérogène, où la formation de domaines hydrophobes agit comme des barrières isolantes limitant la mobilité ionique. En corrélant ces variations de conductivité et de capacitance avec les changements de rigidité mécanique, validés par diffusion des rayons X aux petits angles, l’équipe a établi une méthodologie robuste pour surveiller l’évolution structurale des matériaux intelligents. Cette avancée instrumentale offre des perspectives cruciales pour l’ingénierie de dispositifs adaptatifs, tels que les actionneurs pour la robotique molle, les capteurs flexibles et les vecteurs de délivrance de médicaments, nécessitant un contrôle précis de leurs propriétés physico-chimiques en conditions réelles d’utilisation.

https://phys.org/news/2025-12-smart-gels-scientists-capture-dynamic.html

Une innovation récente démontre que l’ingénierie macromoléculaire permet de concevoir une nouvelle classe de polymères capables d’allier une robustesse mécanique exceptionnelle à une autodestruction programmable déclenchée par l’humidité ambiante. Ces matériaux, élaborés via une synthèse en milieu aqueux reposant sur la réaction d’Aza-Michael, se distinguent par une architecture interne singulière où des liaisons hydrogène à haute densité s’organisent en nanogroupes confinés ordonnés. Cette structure hiérarchique, inspirée biomimétiquement de la soie d’araignée, confère au matériau une rigidité élevée à l’état sec en minimisant l’enchevêtrement des chaînes, tout en conservant une sensibilité hygroscopique intrinsèque grâce à l’abondance de groupes hydrophiles. L’exposition à l’humidité provoque l’absorption spontanée de molécules d’eau qui perturbent l’équilibre des nanogroupes, entraînant une transition de phase physique réversible du solide vers un fluide viscoélastique. Ce mécanisme de déconstruction, dont la cinétique est modulable par la composition chimique et les conditions environnementales, offre une voie prometteuse pour le développement de dispositifs transitoires. Les applications potentielles de cette technologie s’étendent des structures temporaires porteuses aux vecteurs autodestructibles, en passant par l’électronique transitoire et la réduction des déchets technologiques, répondant ainsi aux besoins croissants de matériaux à cycle de vie contrôlé sans nécessiter de stimuli énergétiques complexes ni de solvants spécifiques.

https://www.nature.com/articles/s41467-025-66044-9

Des chercheurs ont mis au point une nouvelle classe de mélanges polymères associant l’alcool polyvinylique et la gomme xanthane, synthétisés via un procédé d’irradiation par faisceau d’électrons. Cette approche de structuration, qui s’affranchit des agents de réticulation chimiques traditionnels, induit la formation d’un réseau tridimensionnel stable aux propriétés physico-chimiques optimisées. L’étude révèle que ce traitement radiatif améliore significativement la morphologie de surface et la résistance mécanique des films, tout en modulant leur comportement de gonflement en milieu aqueux. Au-delà de leurs caractéristiques structurelles, ces matériaux composites démontrent une double fonctionnalité remarquable : ils possèdent une activité antimicrobienne intrinsèque contre divers pathogènes bactériens et agissent simultanément comme capteurs de gaz. Cette combinaison unique permet d’envisager des applications prometteuses dans le domaine du conditionnement actif, où le matériau assure non seulement la protection physique et sanitaire des denrées, mais offre également un moyen de surveillance direct de leur état de conservation.

Radiation induced preparation of polymer blends based on poly(vinyl alcohol/xanthan) polymers as gas sensors for food packing – Scientific Reports

Poly vinyl alcohol/xanthan gum (PVA/XG) blend films were fabricated via solution casting and then exposed to various doses of electron beam (EB) irradiation. The results indicated that the EB treatment has been significantly modified the structural and mechanical properties of the blends compared to pristine PVA. Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy indicated the formation of hydrogen…

Nature

Des chercheurs ont élaboré une nouvelle classe d’hydrogels conducteurs capables de subir une transition sol-gel rapide et totalement réversible sous l’effet de la température. Cette approche repose sur l’auto-assemblage de complexes de polyélectrolytes à blocs en particules colloïdales, qui s’organisent via des interactions non covalentes pour former un réseau physique dynamique au-delà d’un seuil thermique spécifique. Contrairement aux méthodes conventionnelles dépendant de réticulations chimiques permanentes, ce mécanisme permet au matériau de conserver une fluidité initiale pour l’injection avant de se solidifier in situ, tout en offrant des capacités d’auto-réparation intrinsèques. Les hydrogels obtenus allient une conductivité électronique efficace à des propriétés mécaniques extrêmement souples, mimant fidèlement la rigidité des tissus biologiques mous. Cette combinaison unique de propriétés ouvre la voie à des applications avancées en bioélectronique, notamment pour la fabrication d’électrodes conformables, injectables et réutilisables, destinées au suivi physiologique ou à la stimulation tissulaire sans provoquer d’irritation ou de dommages mécaniques à l’interface biologique.

Thermo-reversible gelation of self-assembled conducting polymer colloids – Nature Communications

Electrically conductive hydrogels based on conducting polymers often rely on covalent and therefore irreversible crosslinking mechanisms. Here, the authors report a thermo-responsive conducting polymer that undergoes a fully reversible non-covalent crosslinking at 35 °C within less than a minute to form conductive hydrogels.

Nature

Des chercheurs ont élaboré une nouvelle classe de polymères à haute performance en valorisant des composés terpéniques issus d’huiles essentielles, tels que le pinène ou le camphre. Cette approche innovante exploite la rigidité structurelle intrinsèque des motifs bicycliques fusionnés présents dans ces molécules naturelles pour surmonter les limitations thermiques et mécaniques habituelles des bioplastiques conventionnels. En fonctionnalisant ces architectures moléculaires compactes pour qu’elles agissent comme des monomères rigides, l’équipe a réussi à synthétiser des matériaux présentant des températures de transition vitreuse élevées et une robustesse comparable aux plastiques techniques d’origine pétrochimique. Le mécanisme repose sur la restriction de la mobilité des chaînes polymères imposée par les cycles volumineux, conférant ainsi une stabilité dimensionnelle et une résistance durable aux contraintes physiques. Cette stratégie de synthèse ouvre la voie à la production de thermoplastiques biosourcés adaptés aux applications exigeantes, comme l’automobile ou l’électronique, tout en offrant des perspectives prometteuses pour le recyclage chimique en fin de vie grâce à la réversibilité potentielle des liaisons formées.

https://phys.org/news/2025-12-durable-plastics-essential-oil-compounds.html

Des chercheurs ont développé une nouvelle génération de membranes conductrices à base de polymères microporeux conjugués (CMP), élaborées par électropolymérisation, pour contrôler activement la nanofiltration de solvants organiques. Cette innovation surmonte les limitations traditionnelles liées à la faible dissociation ionique dans les milieux organiques en appliquant un potentiel électrique externe qui module sélectivement le transport des espèces. Le mécanisme de séparation repose sur une double barrière synergique : une migration ionique dirigée au sein de la solution et l’établissement d’un équilibre de Donnan dynamique à l’interface membrane-solvant. Cette approche permet d’accroître considérablement le rejet de solutés chargés, tels que des colorants ou des molécules agrochimiques, sans altérer significativement la perméabilité au solvant. La capacité de ces matériaux à ajuster leur sélectivité en temps réel, combinée à leur stabilité structurelle, offre des perspectives technologiques majeures pour l’industrie chimique et pharmaceutique, notamment pour la purification précise de mélanges complexes et la récupération efficace de composés à haute valeur ajoutée.

https://www.nature.com/articles/s41467-025-66941-z