Les scientifiques utilisent la spectroscopie RMN pour cartographier la distribution des polyélectrolytes et résoudre une énigme chimique vieille d'un siècle

Lorsque deux solutions de polymères de charges opposées (polyélectrolytes) sont mélangées, une séparation de phase se produit et conduit à la formation d'une phase riche en polymère et d'une phase surnageante. La répartition précise de tous les composants, c'est-à-dire les polyélectrolytes et les contre-ions, n'avait pas encore été déterminée.

Les chercheurs de l’Université de Twente peuvent désormais mesurer quantitativement exactement où ces composants sont distribués grâce à la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN).

Depuis plus de 90 ans, les chimistes sont fascinés par les complexes polyélectrolytiques qui se forment après le mélange de solutions de deux polymères de charges opposées. Une meilleure compréhension de ces complexes est cruciale pour le développement de matériaux basés sur ces complexes.

Ces matériaux comprennent des membranes poreuses pour la filtration de l'eau, des saloplastiques utilisés comme membranes échangeuses d'ions et des supports d'extraction à base aqueuse.

Nouvelle méthode

Pour améliorer l’applicabilité de ces matériaux, les scientifiques ont développé une méthode permettant de mieux comprendre les complexes. Ph.D. UT. L'étudiante et première auteure de l'article Giulia Allegri explique : « Nous avons introduit une nouvelle méthode basée sur la spectroscopie RMN. Elle nous permet de quantifier entièrement la composition du système et de mesurer la façon dont tous les composants sont distribués après la complexation.

Cette étude marque la première fois que tous les composants ont été déterminés quantitativement dans les deux phases.

De plus, la spectroscopie RMN apporte davantage d’avantages. “Le protocole que nous avons développé est très rapide : nous pouvons effectuer une analyse complète en moins de 40 minutes”, explique le co-auteur Ricardo Martinho.

Allegri ajoute que cette méthode est sans étiquette et non invasive. Elle déclare : « Les complexes polyélectrolytiques sont très courants dans la nature. Nous envisageons que notre méthodologie contribuera à une meilleure compréhension des deux complexes polyélectrolytiques naturels et contribuera à améliorer les matériaux complexes polyélectrolytiques.

Allegri est titulaire d'un doctorat. étudiant au sein du groupe de recherche Molecular Nanofabrication (Faculté de S&T) supervisé par Dr. Saskia Lindhoud. Le Dr Martinho est chercheur au groupe de recherche en nanotechnologie biomoléculaire (Faculté de S&T).

En collaboration avec le professeur Jurriaan Huskens, ils ont publié leurs résultats dans un article intitulé “Distribution des polyélectrolytes et des contre-ions lors de la complexation des polyélectrolytes”, dans la revue Journal de la science des colloïdes et des interfaces.