Les scientifiques savent depuis longtemps utiliser le bois pour fabriquer des casques, des batteries et même des voitures de sport. Aujourd’hui, ils se tournent vers le papier thermique, que presque tout le monde touche quotidiennement mais dont peu de gens s’intéressent. Ce changement devrait permettre de réduire considérablement les risques environnementaux et sanitaires.
Le papier thermique est le matériau de base pour diverses factures et reçus tels que les reçus de supermarché, les notes de restaurant, les billets de cinéma, les cartes d'embarquement, etc. Sa caractéristique est que la surface du papier est recouverte d'un revêtement chimique spécial, qui peut développer la couleur en chauffant sans avoir besoin d'encre. Cela permet non seulement de conserver les informations pendant une longue période, mais facilite également une production à grande échelle et à faible coût. Cependant, ce revêtement contient généralement des produits chimiques toxiques comme le bisphénol A (BPA) ou le bisphénol S (BPS). Lorsque le papier thermique est recyclé comme vieux papier ordinaire, ces poisons se propagent dans l’eau et le sol. Des composants associés ont également été détectés chez des personnes ayant été en contact fréquent et prolongé avec des reçus. Les risques environnementaux et sanitaires ne peuvent être ignorés.
Il n’est pas facile de développer des matériaux alternatifs. Le nouveau papier thermique doit avoir les multiples propriétés de développement des couleurs lorsqu'il est chauffé, ne se décolore pas facilement, est peu coûteux et respectueux de l'environnement. Une équipe de recherche de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en Suisse a récemment proposé une nouvelle solution : utiliser la lignine du bois combinée à un sensibilisant dérivé de sucres végétaux pour préparer un revêtement fonctionnel pour le papier thermique, réduisant ainsi considérablement la toxicité sans modifier le processus d'impression thermique existant.
La lignine est la « colle » naturellement présente dans le bois qui maintient les fibres du bois ensemble, mais elle est souvent rejetée comme déchet dans les industries du papier et du bois. Les chercheurs ont découvert que la lignine elle-même contient des groupes chimiques qui peuvent agir comme agents de développement de la couleur. Son mécanisme de fonctionnement est similaire au système de développement de couleur des reçus et factures traditionnels, et il peut changer de couleur lorsqu'il est chauffé. Le problème est que la lignine non traitée a une structure complexe et une couleur plus foncée, ce qui la rend impropre comme revêtement pour le papier nécessitant un fond clair.
À cette fin, l’équipe a utilisé une méthode appelée « fractionnement séquentiel assisté par aldéhyde » pour traiter la lignine afin d’obtenir un matériau de lignine avec une couleur plus claire et une structure plus adaptée à une utilisation comme polymère. Ils ont ensuite combiné ce polymère de lignine avec un sensibilisant dérivé de sucres végétaux pour le rendre plus actif aux températures élevées requises pour l'impression thermique. Ils ont ensuite mélangé les deux en une fine couche et l’ont appliquée sur la surface du papier, obtenant finalement un nouveau type de papier pouvant être utilisé directement dans les imprimantes thermiques standard.
Les résultats des tests montrent que ce revêtement à base de lignine est à la fois durable et hautement durable : le revêtement reste stable après avoir été exposé à la lumière directe du soleil pendant plusieurs mois et les mots imprimés sont toujours lisibles après un an de stockage. En termes de toxicité, bien que l'enrobage de lignine ne soit pas totalement inoffensif, son niveau de toxicité est de deux à quatre ordres de grandeur inférieur à celui du BPA, tandis que les sensibilisants à base de sucre ne présentent aucune toxicité et le risque global est considérablement réduit.
À l'heure actuelle, le papier thermique biosourcé présente encore l'inconvénient que le contraste n'est pas aussi bon que celui des reçus traditionnels, ce qui signifie que le contraste noir et blanc du papier imprimé est faible, ce qui affecte la lisibilité. L’équipe de recherche doit encore continuer à optimiser la formule et le processus pour améliorer la qualité de l’image et parvenir à une production industrielle. Des articles de recherche pertinents ont été publiés dans « Science Advances ». Les chercheurs pensent qu'à mesure que la technologie évolue, cette méthode d'utilisation des déchets de l'industrie du bois pour préparer du papier thermique plus sûr devrait être largement utilisée sur les supports quotidiens tels que les factures et les reçus, et réduira considérablement les émissions et l'exposition de produits chimiques toxiques sans changer les habitudes des utilisateurs.