La cellulose est largement dérivée de matières végétales et peut être convertie en molécules pouvant être utilisées pour créer de nouveaux polymères recyclables offrant des alternatives durables à certains plastiques. Des chercheurs de l'Université d'Hokkaido ont franchi une étape majeure vers la création de plastiques recyclables et stables à partir de matières végétales. Il s’agit d’une exigence essentielle pour réduire le fardeau de la pollution plastique dans l’environnement.
Ils ont développé une méthode pratique et polyvalente pour créer une variété de polymères à l’aide de produits chimiques extraits de la cellulose végétale ; Mieux encore, les polymères sont entièrement recyclables. La méthode a été publiée dans la revue ACS Macro Letters.
La cellulose est l’un des composants les plus abondants de la biomasse végétale et constitue un élément clé des parois cellulaires résistantes entourant toutes les cellules végétales. La cellulose est facilement obtenue à partir de déchets végétaux tels que la paille et la sciure de bois. Son utilisation comme matière première pour la production de polymères ne réduit pas les terres agricoles utilisées pour la production alimentaire. La cellulose est un polymère polysaccharide à longue chaîne composé de plusieurs groupes sucre (notamment glucose) liés par des liaisons chimiques.
Pour créer le nouveau polymère, l'équipe de recherche d'Hokkaido a utilisé deux petites molécules disponibles dans le commerce, la lévoglucosénone (LGO) et la dihydrolévoglycosénone (Cyrène), fabriquées à partir de cellulose. Ils ont développé de nouveaux procédés chimiques pour convertir le LGO et le Cyrène en divers polymères polysaccharides non naturels. En modifiant la structure chimique précise du polymère, différents matériaux peuvent être générés pour diverses applications possibles.
"Le plus grand défi auquel nous sommes confrontés est de contrôler la réaction de polymérisation qui relie les petites molécules de monomères et d'obtenir des matériaux polysaccharidiques suffisamment stables pour les applications courantes, tout en pouvant être décomposés et recyclés dans des conditions chimiques spécifiques."
Li a ajouté que la plus grande surprise au cours de la recherche était que les films polymères produits étaient très transparents, ce qui pourrait être essentiel pour les applications spécialisées pour lesquelles ces polymères semblent les mieux adaptés. Le professeur Toshifumi Satoh, un autre auteur correspondant, a ajouté : étant donné que ces matériaux sont assez durs et peuvent être difficiles à utiliser comme matériaux plastiques flexibles tels que les sacs en plastique, je pense qu'ils sont plus adaptés à une utilisation comme matériaux hautes performances dans les applications optiques, électroniques et biomédicales.
D'autres groupes de recherche à travers le monde explorent également le potentiel de l'utilisation de plantes pour fabriquer des plastiques à la place des polymères, et certains de ces « bioplastiques » sont déjà disponibles dans le commerce, mais le groupe de Sato ajoute une nouvelle opportunité importante à ce domaine en croissance rapide.
L’équipe prévoit désormais d’explorer de nombreuses autres possibilités, mais le nombre de variations structurelles possibles est si vaste qu’elle espère s’associer à des experts en chimie computationnelle, en intelligence artificielle et en synthèse automatisée pour explorer ces options.
"Nous espérons que ces travaux mèneront au développement d'une variété de polymères polysaccharidiques non naturels utiles dans le cadre d'une boucle fermée synthétique durable allant de la biomasse au recyclage efficace."
Compilé à partir de : ScitechDaily