Application des polymères inorganiques.

Le domaine d’application des polymères organiques est la plupart du temps le même que pour les polymères inorganiques. Ces deux types de polymères sont utilisés dans plusieurs domaines dont : le domaine médical et dentaire, la catalyse chimique, la conductivité électrique etc.…. La résistance et la robustesse des matériaux polymères grâce à leur structure nanométrique ou infiniment petit est d’un grand avantage pour les dispositifs médicaux. Dans le domaine de l’injection intradermique ou sous-cutanée les polymères organométalliques avec les métaux tels que le titane, le nickel et les silicones jouent un rôle très intéressant. En chirurgie médicale des polymères inorganiques à base d’argent peuvent être utilisés après fusion du polymère pour récupérer les nanoparticules argentés et les incorporer dans des fibres. D’autres types de polymères sont aussi exploités : ceux à base de magnésium présentent une activité antibactérienne. En chirurgie orthopédique et dentaire, on trouve plusieurs polymères inorganiques pour le comblement osseux. La phase minérale naturelle de l’os et des dents étant composée de calcium et de phosphate, des matériaux synthétiques de composition chimique similaire sont proposés, tels que l’hydroxyapatite ([Ca5(PO4)6(OH)2]). On a pu montrer que ces macromolécules forment une couche minérale qui favoriserait la réparation de l’émail dentaire, mais pourraient aussi avoir un effet antibactérien à la surface dentaire. Ainsi, des produits dentaires comme des dentifrices ou des rince-bouches, qui ne sont pas forcément des dispositifs médicaux, contiennent des nanoparticules qui peuvent figurer dans les polymères inorganiques phosphatés. Ils favorisent également la repousse de l’os en apportant de la matière première pour la reconstruction de celui-ci. Dans le domaine cardiovasculaire le rétrécissement d’un réseau vasculaire peut causer certaines anomalies ; des dispositifs qui permettent de maintenir le vaisseau dilaté appelé endoprothèse peuvent provenir des polymères organométalliques. D’autres types de polymères inorganiques comme les élastomères silicones (polysiloxane) entrent aussi dans le domaine médical. Ils peuvent être utilisés dans la peau artificielle biodégradable pour couvrir des brûlures au troisième degré et fermer les plaies profondes. Beaucoup d’autres polymères contenant des métaux ont été étudiés pour des usages médicaux : par exemple les polyferrocènes et les polyphosphazènes ayant un groupe de ferrocène ont été proposés comme médiateurs dans les biocapteurs ampérométriques. Les dérivés polymères de cis-diamine dichloroplatine (II) qui est un médicament bien connu contre le cancer ont également été proposés pour une meilleure administration du médicament et pour un meilleur dosage. Les polymères contenant de l’étain inhibent les bactéries et ont été suggérés pour une variété.

Utilisation de polymères inorganiques en catalyse

On distingue plusieurs sortes de catalyseurs dans les polymères inorganiques : les catalyseurs métalliques ancrés (ils sont sur un support de polymère) dont l’activité catalytique dépend de la labilité de certains des ligands du métal, les catalyseurs homogènes et les catalyseurs hétérogènes. Cependant, à l’exception de quelques cas dans lesquels les polysiloxanes et les polyphosphazènes sont utilisés comme des chaînes de polymères avec un ferrocényl ou une chaîne de colorant, la plus part des catalyseurs ancrés ou immobilisés sont de types organiques. Néanmoins, l’immobilisation des catalyseurs sur des supports polymères est une chose très intéressante. L’idée est de combiner les avantages de la catalyse homogène et hétérogène. Dans la catalyse homogène, on a souvent un problème de récupération du catalyseur. Le problème qui se pose est que parfois le catalyseur est simplement laissé dans le produit de la réaction, même quand il contient un métal de platine, parce qu’il est trop difficile de l’éliminer. Les catalyseurs homogènes et ancrés sont utilisés pour de nombreux types de réactions parce qu’ils sont plus actifs que les catalyseurs hétérogènes. Dans la catalyse enzymatique on utilise souvent les catalyseurs ancrés pour immobiliser l’enzyme afin de séparer les produits de la réaction de celui-ci. Si l’immobilisation de l’enzyme est faite dansun milieu poreux comme l’alumine(Al2O3), les réactifs peuvent rester en contact avec celui-ci. Les polyphosphazènes sont utilisés parfois pour immobiliser des enzymes. Voici la structure de deux catalyseurs métalliques ancrés.

Utilisation des polymères inorganiques comme conducteur

L’unité dans le système international (SI) pour la conductivité est siemens par mètre (Sm-1) mais le siemens par centimètre est plus utilisé (Scm-1).est environ 50 à la température ambiante. Donc il y a dépendance avec la température. La valeur de σ2 augmente environ 1000 fois quand le polymère est refroidi à 4,2 K, et ensuite à environ 0,3 K, le polymère devient supraconducteur. La pression peut aussi jouer un rôle important dans la conductivité. A des pressions élevées, la température de transition de la supraconductivité peut être portée à environ 3K. Ce qu’il faut retenir est que dans tous les cas, la qualité du polymère déterminera les valeurs de conductivité et de la température réelle de transition pour la supraconductivité. La valeur σ2 d’un échantillon mal à la température ambiante et la supraconductivité ne pourrait pas commencer avant 0,26K. Une large variété d’utilisations a été proposée pour polythiazyl (SN)x, dont les diodes électroluminescentes, les cellules solaires, et les transistors. La combinaison des polythiazyl avec certains complexes comme le GaAs (Gallium-arsenic) a pu produire une cellule solaire avec 6,2% d’efficacité. L’association polythiazyl et le complexe ZnS (zinc et soufre) a été comparée avec celle de l’or et le même complexe (Au-ZnS) : tous les deux ont donné des diodes électroluminescentes bleues, mais les diodes à base de polythiazyl-ZnS ont 100 fois plus d’efficacité quantique que celles à base de Au-ZnS. On a pu également obtenir une puissance de 440 watt-heures/kg au courant 200mA pour une pile au lithium d’une électrode de polythiazyl. D’autres types d’utilisations ont aussi été suggérés : des brevets ont été délivrés pour l’utilisation de polythiazyl comme une cathode de batterie, les revêtements sur une feuille d’enregistrement d’image, un explosif amorceur, une résine conductrice de l’électricité, des motifs de câblage à couches multiples, et beaucoup d’autres types de diodes électroluminescentes. Presque tous les autres groupes de polymères inorganiques sont des isolants ou des semi-conducteurs avec des bandes interdites.