Exercice 1 : Kevlar

Exercice 1 : Kevlar
Les chaines sont constituées de carbone trigonaux autour desquels la rotation n’est pas possible. Par
ailleurs la conformation E (H et O du même côté n’est pas possible) à cause d’un encombrement de
l’espace (encombrement « stérique »). Les chaînes sont bien alignées et régulières.
Entre les chaînes s’établissent des liaisons hydrogène fortes et régulières.
O
O
N
O
H
N
O
H
O
N
O
H
O
N
N
H
O
H
N
N
O
H
O
N
N
H
O
H
H
O
H
O
N
N
N
H
O
H
N
O
H
N
H
N
H
Les chaînes s’organisent en couches.
Les couches sont elles-mêmes liées par des liaisons hydrogène.
Ceci confère au Kevlar un caractère cristallin très régulier et donc très solide.
Obtention des chaînes :
Réaction de polycondensation ; on obtient un polyamide (fonction amide – CO – NH –)
Fonction amide est appelée liaison peptidique en biologie ; c’est la liaison qui s’établit entre les acides
aminés formant les protéines :
R
O
H2N
O
R
H
H
R
H2N
O
N
OH
H
R
O
O
OH
N
H
H2O
Exercice 2 : Gecko
1. Polymérisation de la cystéine :
La cystéine est un acide aminé : comme tous les acides aminés, la molécule possède un groupement
acide « – COOH » et un groupement amine « – NH2 » à chaque extrémité de la molécule.
Le groupement acide d’une molécule forme une liaison peptidique avec le groupement amine de
l’autre :
SH
SH
SH
O
H2N
O
O
H
N
H
OH
O
H
N
H
OH
H
SH
O
H
H2N
O
N
N
OH
H
+ 2 H2O
O
HS
SH
2. Interactions entre la protéine (polycystéine) et l’oxyde de silicium :
O
O
Si
O
O
Si
Si
O
O
O
Si
S
O
O
Si
O
Si
O
O
O
O
Si
O
O
O
Si
O
O
H
O
O
O
O
H
N
O
N
N
H
O
S
H
N
OH
Si
H
S
H
O
Si
O
N
O
H
N
O
H
S
S
S
H
H
H
Remarque : le verre est une structure « amorphe » (non cristalline) ; chaque atome de silicium est lié
à 4 atomes d’oxygène. Une structure amorphe est moins solide qu’une structure cristalline
(organisée).
3. Force mise en jeu :
F = 2×109 × 20×10-9 = 40N
Poids du Lézard :
P = m.g
A.N. P = 0,30 × 9,8 = 3N
Les forces de Van der Waals ont une intensité 10 fois supérieure au poids du gecko.
Polymères superabsorbants
H
O
O
-
H
H
O
H
O
H
-
O H
O
O
O H
O
-
H
H
O
H
O
O
H
-
H
O
H
O
H
O