Comment l’orientation croisée de nanocristaux de cellulose induite par cisaillement permet-elle d’améliorer les propriétés mécaniques de films nanocomposites multicouches bioinspirés?

Cette organisation croisée, qui se retrouve dans des matériaux porteurs naturels, tels que les disques intervertébraux ou les parois cellulaires du bois, confère des propriétés mécaniques renforcées. La structuration croisée des nanocomposites cellulosiques fabriqués est obtenue par application successive d’écoulements de cisaillement suivant des orientations perpendiculaires entre chaque couche et figée par une réticulation UV. 

Ce travail, publié dans le Journal of Colloid and Interface Science, s’appuie sur une caractérisation multi-échelle (SAXS/WAXS, SALS, dichroïsme et propriétés mécaniques) et met en évidence l’effet combiné du cisaillement et de la structuration multicouche sur l’orientation des nanocristaux de cellulose et sur les propriétés mécaniques des films obtenus. Les résultats montrent notamment une augmentation significative du module en compression et de la ductilité en traction des architectures croisées par rapport aux structures unidirectionnelles. Ces résultats ouvrent ainsi de nouvelles perspectives pour le développement de matériaux bio-inspirés aux propriétés mécaniques contrôlées.