Des modèles matériels allant de l'atome au composite
Les matériaux polymériques, auxquels appartiennent les plastiques que l''on retrouve partout, constituent la base d''une quantité pratiquement infinie de produits et de composants dans des domaines qui vont de l''électronique grand public jusqu''aux instruments utilisés en aérospatiale. Associant plastiques et nanotechnologies, les polymères composites incorporant des nanoparticules (NP) pourraient révolutionner le domaine. Une compréhension détaillée de la relation structure-fonction et du contrôle de la dispersion des NP dans la matrice polymère est essentielle. Il a été observé que les NP peuvent faire baisser la viscosité et rendre le procédé de moulage par injection plus rentable. Les NP ont également des propriétés thermiques, mécaniques, électriques et magnétiques intéressantes qui pourraient déboucher sur de nouveaux produits innovants si l''interaction particule-matrice peut être contrôlée. Des scientifiques ont lancé le projet NANOMODEL («Multi-scale modeling of nano-structured polymeric materials: From chemistry to materials performance»), financé par l''UE, pour fournir les outils de modélisation nécessaires. Le succès du projet est le résultat d''une collaboration fructueuse sur les couches de modélisation multi-échelles, ainsi que sur un cycle de retours d''expérimentation et de validations de modèles. Les scientifiques ont synthétisé des polymères intéressants d''un point de vue industriel avec des NP incorporées, modifiées en surface, puis ils les ont caractérisés. Les données ont alimenté les modèles en cours de développement et des logiciels du commerce ont été modifiés avec des développements méthodologiques pertinents. La comparaison des caractérisations expérimentales des matériaux avec les résultats des modèles a permis de démontrer la pertinence des méthodes de simulation appliquées pour décrire le comportement des nanocomposites. En outre, l''approche couplée entre dynamique moléculaire et méthode des éléments finis qui a été développée devrait être un outil important pour le développement rationnel de matériaux.
