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1.3 État des possibilités et applications du PNIPAM

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État des possibilités et applications du PNIPAM (pnipam)

État des connaissances sur le PNIPAM

Introduction aux polymères

Polymères. Un polymère est une macromolécule, en général organique, constituée de molécules élémentaires ayant la même nature chimique, les monomères. La réaction de polymérisation conduit à la formation de macromolécules, ayant une structure tridimensionnelle, par établissement de liaisons covalentes entre les monomères. Un polymère actionnable (stimuli-responsive polymer) est un polymère subissant une modification de ses propriétés physiques sous l’action d’un stimulus extérieur : pH, température, force ionique, champ électrique, rayonnement lumineux, etc.

Poly(N-isopropylacrylamide)

PNIPAM. Le poly($N$-isopropylacrylamide) (pnipam, Fig. fig:pnipam, CAS : 25189-55-3) est un polymère subissant une transition macromoléculaire réversible, d’un état hydrophile à un état hydrophobe, autour de sa température inférieure critique de solution (lower critical solution temperature, lcst)  () ; cette transition est rapide et située entre $30$°C et $35$°C  (). Sous sa lcst, le pnipam est soluble dans l’eau, visqueux et gonflé. Au-delà de sa température de transition, il devient hydrophobe et insoluble dans l’eau ; il expulse l’eau et se replie sur lui-même afin de présenter une surface minimale à l’eau. Ce changement de conformation le rend opaque, solide et réduit drastiquement son encombrement stérique  ().

Molécule de $N$-isopropylacrylamide. La structure entre crochets constitue, en se répétant, le squelette des chaînes du polymère.

Production scientifique. En 1991, H. Schild dresse une revue extrêmement complète des travaux effectués sur le pnipam  (). Il commence cette revue de 87 pages par un diagramme retraçant le nombre de publications concernant le pnipam entre 1955 et août 1991 (Fig. fig:publications-nipam, en insert). Avec un total d’environ 300 références, il qualifie la croissance du nombre de publications de « plutôt explosive ». En mai 2008, la même recherche effectuée selon le même protocole^[1] donne un total de

1. Schild a effectué sa recherche sur les Chemical Abstracts online Search (CAS) le 7 août 1991 ; sa recherche était basée sur 25189-55-3 (identifiant CAS du polymère) ou 2210-25-5 (identifiant CAS du monomère) ou [polymer? et $N$-isopropylacrylamide] sur les bases de données CA et CAOLD. J’ai effectué la recherche avec SciFinder Scholar le 13 mai 2008 sur la base de données CAplus en utilisant les identifiants CAS du polymère et du monomère. Les doublons ont été enlevés automatiquement.