Vous souvenez-vous de la mélamine ? C'est le fameux « additif du lait en poudre », mais étonnamment, il pourrait être « transformé ».

Le 2 février, une étude a été publiée dans Nature, la revue scientifique internationale de référence. Elle affirme que la mélamine peut être transformée en un matériau plus dur que l'acier et plus léger que le plastique, à la grande surprise du public. L'étude a été publiée par une équipe dirigée par Michael Strano, célèbre spécialiste des matériaux et professeur au département de génie chimique du Massachusetts Institute of Technology, et dont le premier auteur est Yuwei Zeng, chercheur postdoctoral.

Ils auraient nommé lematériel dansventilé à partir de mélamine 2DPA-1, un polymère bidimensionnel qui s'auto-assemble en feuilles pour former un matériau moins dense mais extrêmement résistant et de haute qualité, pour lequel deux brevets ont été déposés.

La mélamine, communément appelée diméthylamine, est un cristal monoclinique blanc qui ressemble au lait p

La mélamine est insipide et légèrement soluble dans l'eau, mais également dans le méthanol, le formaldéhyde, l'acide acétique, la glycérine, la pyridine, etc. Elle est insoluble dans l'acétone et l'éther. Nocif pour l'organisme, la Chine et l'OMS ont toutes deux spécifié que la mélamine ne doit pas être utilisée dans la transformation des aliments ni comme additif alimentaire. Pourtant, la mélamine reste une matière première essentielle pour la chimie et la construction, notamment dans les peintures, les laques, les plaques, les adhésifs et autres produits, et ses applications sont nombreuses.

La formule moléculaire de la mélamine est C3H6N6 et son poids moléculaire est de 126,12. Sa formule chimique nous apprend que la mélamine contient trois éléments : carbone, hydrogène et azote, et présente une structure cyclique composée de carbone et d'azote. Les scientifiques du MIT ont découvert, lors de leurs expériences, que ces molécules de mélamine, sous certaines conditions, peuvent se développer en deux dimensions. Les liaisons hydrogène des molécules sont alors fixées, formant ainsi un disque en empilement constant, à l'image de la structure hexagonale du graphène bidimensionnel. Cette structure est très stable et résistante. Ainsi, la mélamine est transformée en une feuille bidimensionnelle de haute qualité, appelée polyamide, entre les mains des scientifiques.

Le matériau est également simple à fabriquer, a déclaré Strano, et peut être produit spontanément en solution, à partir de laquelle le film 2DPA-1 peut être retiré ultérieurement, offrant un moyen facile de fabriquer ce matériau extrêmement résistant mais fin en grandes quantités.

Les chercheurs ont découvert que le nouveau matériau possède un module d'élasticité (mesure de la force nécessaire à sa déformation) quatre à six fois supérieur à celui du verre pare-balles. Ils ont également constaté que, malgré une densité six fois inférieure à celle de l'acier, le polymère présente une limite d'élasticité (force nécessaire à sa rupture) deux fois supérieure.

Une autre propriété clé du matériau est son étanchéité à l'air. Alors que d'autres polymères sont constitués de chaînes torsadées percées d'espaces permettant au gaz de s'échapper, le nouveau matériau est constitué de monomères qui adhèrent entre eux comme des blocs de Lego, empêchant les molécules de s'y insérer.

« Cela nous permet de créer des revêtements ultra-fins, totalement résistants à la pénétration de l'eau ou des gaz », ont expliqué les scientifiques. Ce type de revêtement barrière pourrait être utilisé pour protéger les métaux des voitures et autres véhicules, ainsi que les structures en acier. »

Les chercheurs étudient désormais plus en détail comment ce polymère particulier peut être transformé en feuilles bidimensionnelles et tentent de modifier sa composition moléculaire pour créer d’autres types de nouveaux matériaux.

Il est clair que ce matériau est hautement recherché et, s'il peut être produit en série, il pourrait apporter des changements majeurs dans les secteurs de l'automobile, de l'aérospatiale et de la protection balistique. Notamment dans le domaine des véhicules à énergies nouvelles. Bien que de nombreux pays prévoient d'abandonner progressivement les véhicules à carburant après 2035, l'autonomie actuelle de ces véhicules reste problématique. L'utilisation de ce nouveau matériau dans le secteur automobile permettrait de réduire considérablement le poids des véhicules à énergies nouvelles, mais aussi de limiter les pertes de puissance, ce qui améliorerait indirectement leur autonomie.