Article de référence | Réf : IN160 v1

Conclusion
Génie d'élaboration de membranes autoréparables

Auteur(s) : Damien QUÉMENER

Date de publication : 10 mai 2013

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RÉSUMÉ

Lorsqu'une pression est appliquée aux membranes dynamiques et interactives, constituées de micelles de copolymères triblocs, leur morphologie peut être modulée. Des membranes disposant d'une large gamme de porosités sont accessibles, ce qui peut réguler leur performance de filtration. De plus, le dynamisme de la membrane a permis le contrôle local et global de la mobilité des micelles, conférant à la membrane une capacité d'autoréparation.

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ABSTRACT

Engineering of self-healing membranes

When pressure is applied to dynamic interactive membranes consisting of triblock copolymer micelles, their morphologies can be modulated. Membranes with a wide range of porosities are available, which can regulate their filtration performance. Furthermore, the dynamism of the membrane has allowed for the local and global control of the mobility of micelles, thus providing the membrane with a self-healing capacity.

Auteur(s)

  • Damien QUÉMENER : Maître de conférences - Université Montpellier 2 - Institut européen des Membranes (UMR 5635 CNRS/ENSCM/UM2), Montpellier

INTRODUCTION

Points clés

Domaine : Matériaux intelligents, technologies membranaires

Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité

Technologies impliquées : Auto-assemblage de copolymères à blocs

Domaines d'application : Filtration de l'eau

Principaux acteurs français :

Pôles de compétitivité :

Centres de compétence :

Industriels :

Autres acteurs dans le monde :

Contact : [email protected]

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-in160


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5. Conclusion

Ce travail présente une innovation dans le domaine des technologies membranaires pour la filtration en milieu liquide. Plus récisément, la structure du matériau au cœur de cette technologie, la membrane, a été totalement repensée pour lui insuffler un dynamisme et une interactivité avec un des paramètres opératoires, la pression transmembranaire. Cette membrane est constituée d'un assemblage compact 3D de micelles de copolymères à blocs ABA, reliées entre elles via des ponts copolymères. Les micelles sphériques sont constituées d'un cœur dense et rigide et d'une écorce compressible. Ainsi, sous l'effet de la pression, l'écorce des micelles se comprime, et l'espace intermicellaire se réduit. Ce changement de la taille des pores est réversible jusqu'à 3 bar puis conduit au-delà à un changement drastique de morphologie via une fusion partielle des micelles. À l'échelle du matériau, ces micelles interagissent ensemble en parfaite coopérativité vis-à-vis des changements de pression. Ce dynamisme global du matériau a été mis à profit dans un second temps afin de rendre la membrane capable de se réparer de façon autonome. Il a été montré qu'en respectant une gamme de pression donnée la membrane pouvait détecter la présence d'une perforation et déclencher son autoréparation rapide. Des perforations d'un diamètre égal à 85 fois l'épaisseur de la membrane ont pu être totalement réparées en moins de 30 minutes, sans aucune intervention humaine et sans arrêter le procédé de filtration.

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - N020 RO, UF, MF World Markets -   *  -  Annual report from McIlvaine Company (2012).

  • (2) - QUÉMENER (D.), BONNIOL (G.), PHAN (T.N.T.), GIGMES (D.), BERTIN (D.), DERATANI (A.) -   Free-standing nanomaterials from block copolymer self-assembly.  -  Macromolecules, 43, p. 5060-5065 (2010).

  • (3) - QUÉMENER (D.), DERATANI (A.), LECOMMANDOUX (S.) -   Dynamic assembly of block-copolymers.  -  Topics in current chemistry, 322, p. 165-192 (2012).

  • (4) - GIACOMELLI (F.C.), RIEGEL (I.C.), PETZHOLD (C.L.), DA SILVEIRA (N.P.), STEPANEK (P.) -   Aggregation behavior of a new series of ABA triblock copolymers bearing short outer a blocks in B-selective solvent : from free chains to bridged micelles.  -  Langmuir, 25, p. 731-738 (2009).

  • (5) - KONG (W.), LI (B.), JIN (Q.), DING (D.), SHI (A.-C.) -   Complex micelles from self-assembly of ABA triblock copolymers in B-selective solvents.  -  Langmuir, 26, p. 4226-4232 (2010).

  • ...

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