Poly(liquide ionique) à haute lubrification : structures multi-échelle et propriétés interfaciales – POILLU

Les huiles lubrifiantes sont de plus en plus utilisées dans plusieurs applications industrielles et la demande pour ces matériaux est en continuelle augmentation afin de réduire la consommation d’énergie et l’usure des machines. Dans ce cadre, le développement de lubrifiants de hautes performances soutient le développement d’industries et de marchés importants. Récemment, les liquides ioniques (IL) se sont révélés être des candidats prometteurs pour de nouveaux lubrifiants hautes performances grâce à leurs diverses propriétés physico-chimiques et à leur forte capacité de réduction de frottement entre deux surfaces. Ces propriétés prometteuses des IL se sont révélées être fortement liées à leur capacité à se nanostructurer en volume et aux interfaces. Cependant, la gamme de viscosités disponibles dans la plupart des classes de IL est assez étroite comparée aux lubrifiants macromoléculaires. Les poly (liquides ioniques) (PIL) sont donc des candidats prometteurs pour amplifier les propriétés de frottement et chimiques des polymères et des IL en lubrifiants macromoléculaires innovants et hautement modulables. L'ajout à ces macromolécules d'interactions locales héritées des IL crée un riche ensemble de propriétés chimiques et physiques complexes, ouvrant de nouvelles perspectives pour la conception de matériaux polymères ayant des fonctions ciblées. Ces propriétés sont étroitement liées à la conformation moléculaire et la dynamique des PIL. Le projet POILLU vise à tirer parti des propriétés de lubrification des IL et de la forte capacité de glissement des polymères fondus pour développer des PIL aux propriétés de lubrification améliorées. Soutenu par la synthèse d'une nouvelle classe de PIL spécifiquement conçus pour répondre aux critères stricts et aux objectifs ambitieux de ce projet, ce consortium multidisciplinaire réalisera une description moléculaire détaillée des mécanismes de transmission des contraintes impliqués dans les PIL en utilisant une large gamme de techniques expérimentales de pointe. Le couplage de la caractérisation rhéologique et des techniques de diffusion du rayonnement (SANS, WAXS) nous permettra de déterminer la relation structure / dynamique à plusieurs échelles apparaissant dans les PIL. La nanostructuration interfaciale des PIL et son impact sur la dynamique des chaînes de surface seront étudiés grâce à des mesures de diffusion de rayons X aux incidences rasantes (GIWAXS) et par appareils à forces de surface (SFA). Enfin, les propriétés de lubrification des PIL seront caractérisées par la technique de vélocimétrie basée sur le photoblanchiment. Cette approche interdisciplinaire réunissant des compétences de renommée internationale dans les domaines de la chimie des polymères, de la physico-chimie et de la physique, mettra en évidence les propriétés exotiques des PIL, à la fois en masse et au niveau des interfaces ouvrant des perspectives scientifiques attrayantes dans le domaine des matériaux polymères complexes ciblant des fonctions spécifiques grâce à une conception moléculaire multi-échelles.