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Un plastique recyclable à base de sucres

biothechnologie 19 janvier 2022

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Des chercheurs de l’université de Birmingham, au Royaume-Uni, et de l’université Duke, aux États-Unis, ont créé une nouvelle famille de polymères issus de sources durables qui conservent toutes les mêmes qualités que les plastiques courants, mais sont également dégradables et mécaniquement recyclables.

Une nouvelle famille de polymères

Les scientifiques ont utilisé des matières premières à base de sucre plutôt que des dérivés pétrochimiques pour fabriquer deux nouveaux polymères, l’un étirable comme le caoutchouc et l’autre résistant mais ductile, comme la plupart des plastiques commerciaux.

Les chercheurs ont fabriqué ces polymères en utilisant l’isoidide et l’isomannide comme éléments de base. Ces deux composés sont fabriqués à partir d’alcools de sucre et présentent un anneau rigide d’atomes. Les chercheurs ont constaté que le polymère à base d’isoidide présentait une rigidité et une malléabilité similaires à celles des plastiques courants, ainsi qu’une résistance similaire à celle des plastiques techniques de haute qualité tels que le nylon-6.

Il présente une résistance et une ténacité similaire au plastique

Bien que l’isoidide et l’isomannide ne diffèrent que par l’orientation spatiale 3D de deux liaisons, connue sous le nom de stéréochimie, le matériau à base d’isomannide présente une résistance et une ténacité similaires, mais aussi une grande élasticité, retrouvant sa forme après déformation. Notamment, les matériaux ont conservé leurs excellentes propriétés mécaniques après pulvérisation et traitement thermique, qui est la méthode habituelle de recyclage mécanique des plastiques.

Une modélisation informatique de pointe a permis de simuler la façon dont les chaînes de polymères s’assemblent et interagissent pour produire des propriétés aussi différentes. Les formes 3D uniques des dérivés du sucre facilitent les différents mouvements et interactions des longues chaînes, ce qui explique l’énorme différence des propriétés physiques observée.

En créant des copolymères qui contiennent à la fois des unités isoidide et isomannide, les chercheurs ont découvert qu’ils pouvaient contrôler les propriétés mécaniques et les taux de dégradation indépendamment les uns des autres.

Ils peuvent être mélangés

Ce système ouvre donc la porte à l’utilisation des formes uniques des sucres pour régler indépendamment la dégradabilité pour une utilisation spécifique sans altérer de manière significative les propriétés du matériau. La similarité chimique des polymères signifie que, contrairement à de nombreux plastiques de base actuels, ils peuvent être mélangés pour produire des matériaux aux propriétés comparables ou améliorées.

Cette recherche a été publiée dans Journal of the American Chemical Society.

Source : University of Birmingham
Crédit photo : StockPhotoSecrets