Des chercheurs du Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) ont développé un nouveau type de caoutchouc aussi résistant que le caoutchouc naturel, mais également capable de s’autoréparer.

Pour que le caoutchouc puisse être autocicatrisant, l’équipe avait besoin de faire en sorte que les liants connectés au polymère soient réversibles, pour que ce dernier puisse se briser et se reformer. Mais pour se faire, le caoutchouc doit être formé à la fois de liants covalents et réversibles, deux matières qui, comme l’eau et l’huile, ne se mélangent normalement pas.

« Les recherches précédentes employaient des liants d’hydrogène réversibles pour connecter les polymères et former un caoutchouc; ok, les liants réversibles sont intrinsèquement plus faibles que les liants covalents », explique Li-Heng Cai, étudiant postdoctoral au SEAS et auteur correspondant de l’étude. « Cet enjeu a soulevé cette question : peut-on fabriquer quelque chose de résistant qui peut aussi s’autoréparer? »

C’est ainsi que les chercheurs ont développé une attache de molécules pour lier ces deux types de liants : le polymère à liaison aléatoire, qui permet à ces deux liants d’être mélangés dans une solution homogène. Ils ont alors pu créer ce caoutchouc transparent, résistant et autocicatrisant.

Contrairement au caoutchouc traditionnel qui se fissure sur un point de tension précis lorsqu’une force est appliquée, ce caoutchouc hybride développe des craquelures à travers le matériau, semblables à des fissures, mais interconnectées par des filaments fibreux. Ces craquelures redistribuent le stress appliqué, pour qu’il n’y ait aucun point de stress localisé qui puisse causer une rupture définitive. Lorsque la force est relâchée, le matériau revient à sa forme initiale et les craquelures se réparent.

Le Bureau du développement technologique d’Havard a déposé un brevet pour cette technologie et est actuellement à la recherche d’applications commerciales, notamment dans l’industrie du pneu.