Une étude récente publiée par l'American Chemical Society a montré qu'une équipe de recherche scientifique a réussi à développer un « plastique vivant » qui peut s'auto-décomposer après le déclenchement de conditions prédéfinies et être complètement dégradé en unités chimiques de base en six jours sans produire de résidus microplastiques. Les chercheurs ont déclaré que cette conception vise à intégrer un « mécanisme d'autodestruction » au niveau du cycle de vie des matériaux pour résoudre le problème de l'utilisation à grande échelle de produits en plastique jetables mais de leur rétention à long terme dans l'environnement.
La recherche a été publiée dans ACS Applied Polymer Materials et a été dirigée par des chercheurs tels que Dai Zhuojun. Dai Zhuojun a souligné que les plastiques traditionnels peuvent exister dans l'environnement pendant des siècles, alors que de nombreux scénarios d'application (tels que les emballages) ne nécessitent qu'une utilisation à court terme. "Cela nous amène à réfléchir : des fonctions de dégradation contrôlables peuvent-elles être directement implantées au cours de la vie du matériau ?"
L'équipe se concentre sur ce que l'on appelle les « plastiques vivants » - en implantant directement des micro-organismes ou des enzymes dotés de fonctions spécifiques dans des matériaux plastiques afin que les matériaux puissent être « réveillés » en cas de besoin et démarrer le processus de dégradation. Certains micro-organismes peuvent produire des enzymes qui coupent les longues chaînes de polymères en petits fragments, et le plastique lui-même est un polymère. Les chercheurs envisagent donc un « désassemblage complet du matériau » en introduisant ces micro-organismes ou enzymes dans le matériau.
Différente de l’approche précédente consistant à s’appuyer sur une seule enzyme pour dégrader les plastiques, l’équipe a utilisé des méthodes de biologie synthétique pour concevoir Bacillus subtilis afin qu’il puisse produire en continu deux enzymes synergiques dégradant les polymères. Une enzyme effectue des coupes aléatoires le long de la longue chaîne du polymère, la divisant en fragments plus petits, tandis que l'autre continue de couper à partir des extrémités de ces fragments jusqu'à ce qu'elle soit complètement décomposée en ses éléments constitutifs monomères.
Au cours du processus de préparation du matériau, les chercheurs ont mélangé des spores dormantes de Bacillus subtilis avec de la polycaprolactone (PCL), un polymère couramment trouvé dans l'impression 3D et dans certaines sutures chirurgicales. Le « plastique vivant » qui en résulte possède des propriétés mécaniques similaires à celles des films de polycaprolactone ordinaires et répond à certaines exigences structurelles et d'utilisation. En même temps, il y a un système de dégradation caché à l’intérieur qui peut être activé.
Dans l'expérience, lorsque les chercheurs ont ajouté un milieu nutritif au matériau et l'ont chauffé à environ 50 degrés Celsius, les spores initialement dormantes ont été activées et ont commencé à produire les deux enzymes susmentionnées. Dans ces conditions, le plastique a été complètement décomposé en ses éléments de base en six jours sans produire de particules microplastiques détectables, démontrant les avantages du système enzymatique collaboratif dans le contrôle des voies de dégradation et des produits finaux.
L'équipe a également produit des électrodes en plastique portables comme échantillon de démonstration des premiers scénarios d'application des « plastiques vivants ». Cette électrode a fonctionné normalement pendant la période d'utilisation et s'est complètement décomposée dans les deux semaines suivant le déclenchement de la dégradation par l'expérience, offrant ainsi la possibilité de développer à l'avenir des dispositifs électroniques pouvant disparaître automatiquement après la fin de la période de service.
Les chercheurs prévoient ensuite d'étendre les conditions de déclenchement au milieu aquatique afin que les spores puissent être activées dans le plan d'eau. Cette idée vise la réalité selon laquelle une grande quantité de pollution plastique finit par se déverser dans les rivières, les lacs et les mers. Bien que ces travaux se soient concentrés sur un seul polymère, la polycaprolactone, les auteurs notent que les mêmes idées pourraient potentiellement être généralisées à d’autres types de plastiques, notamment ceux largement utilisés dans les produits à usage unique.
La recherche a été financée par le Programme national chinois de recherche et de développement, le Fonds de recherche médicale de Shenzhen, la Fondation nationale des sciences naturelles, le Fonds provincial exceptionnel pour la jeunesse du Guangdong et le Plan scientifique et technologique de Shenzhen. L'article connexe s'intitule « Degradable Living Plastics Programmed by Engineered Microbial Consortia » et a été publié en ligne le 9 avril 2026.