Des chercheurs ont mis au point un hydrogel révolutionnaire capable de préserver les bois anciens issus d’épaves marines sans nécessiter de longs processus de séchage, souvent destructeurs pour ces objets historiques. Ce gel, présenté dans ACS Sustainable Chemistry & Engineering, neutralise les acides et stabilise les bois immergés tout en se dissolvant progressivement, évitant ainsi les dommages de surface.

Les bois issus des épaves, comme ceux du Nanhai One (un navire vieux de 800 ans), sont fragilisés par des bactéries productrices d’acide et des champignons lignivores. Les méthodes traditionnelles de préservation, telles que le séchage par lyophilisation ou le remplacement de l’eau par des polymères sous pression, sont longues et peuvent altérer la structure des objets.

Le nouvel hydrogel, composé de polymères, de bicarbonate de potassium (neutralisant acide) et de nitrate d’argent (antimicrobien), pénètre dans le bois et agit sur 1 cm de profondeur en 10 jours. Les gels liquéfiables, contenant moins de nitrate d’argent, se dissolvent plus rapidement et préservent mieux la structure cellulaire des bois, réduisant leur fragilité.

Cette technologie offre une solution durable et respectueuse pour conserver les bois historiques issus des épaves, tout en permettant une meilleure compréhension de notre passé maritime.

https://phys.org/news/2024-12-hydrogel-waterlogged-wood-shipwrecks.html

L’équipe de recherche dirigée par le Dr Byungwook Hwang de l’Institut coréen de recherche en énergie (KIER) a développé une technologie de pyrolyse novatrice utilisant un lit fluidisé circulant (CFB). Ce procédé permet de recycler les déchets plastiques en huile de pyrolyse de manière continue et à grande échelle, surmontant les limites des méthodes traditionnelles.

La méthode CFB repose sur la circulation de particules catalytiques chauffées entre un réacteur de combustion et un réacteur de pyrolyse, assurant un transfert de chaleur efficace et ininterrompu. Contrairement au procédé au four rotatif, limité à 20 tonnes de déchets par jour, cette technologie est conçue pour une évolutivité industrielle, essentielle pour atteindre l’objectif de la Corée de traiter 900 000 tonnes de déchets plastiques par an d’ici 2030.

Les essais réalisés ont démontré une capacité de traitement jusqu’à 100 kg par jour, avec un rendement en huile de pyrolyse amélioré de 37 % et une qualité notablement supérieure grâce à une teneur accrue en fractions légères (45 %). Cette avancée technologique représente un pas décisif vers une gestion durable des plastiques, répondant aux enjeux environnementaux mondiaux.

https://phys.org/news/2024-12-plastic-circulation-large-scale-pyrolysis.html

Des chercheurs, menés par Alessio Zaccone, ont résolu un problème fondamental en mécanique des matériaux à l’échelle atomique, permettant de simuler leur déformation mécanique sur des échelles de temps réalistes. Ce défi persistait en raison des limites des méthodes actuelles de dynamique moléculaire (MD), qui sont incapables de représenter des processus dynamiques aux basses fréquences expérimentales.

Leur approche repose sur les déplacements non affins des atomes, des trajectoires perturbées nécessaires pour atteindre l’équilibre mécanique à chaque étape de déformation. En intégrant des modes vibratoires normaux dans leurs calculs, ils ont obtenu une modélisation des matériaux à des fréquences autour du Hertz, soit 10 ordres de grandeur plus basses que les simulations traditionnelles.

Cette méthode a été validée sur un polymère époxy réticulé, reproduisant ses propriétés viscoélastiques avec une précision remarquable et sans ajustement de paramètres. Ces résultats ouvrent la voie à des prédictions atomiques précises et au développement de matériaux innovants aux performances accrues.

https://phys.org/news/2024-12-scientists-hardest-problems-atomic-scale.html

Face aux défis environnementaux posés par la gestion des matériaux composites en fin de vie, des chercheurs de l’Université de Californie du Sud ont mis au point une méthode innovante combinant recyclage et valorisation des fibres de carbone et de la matrice polymère.

Des matériaux composites aux propriétés uniques, mais difficiles à recycler
Les composites, prisés dans des industries comme l’aéronautique et l’énergie, associent légèreté, résistance et durabilité. Cependant, leur recyclage reste problématique, particulièrement pour les polymères renforcés de fibres de carbone (CFRP), utilisés dans les avions ou les pales d’éoliennes. Actuellement, les techniques existantes détruisent la matrice polymère pour récupérer les fibres, limitant leur efficacité.

Le procédé développé repose sur la conversion de la matrice polymère des CFRP en acide benzoïque, une substance utilisée comme substrat par Aspergillus nidulans, un champignon filamenteux génétiquement modifié. Par biocatalyse, ce dernier transforme l’acide benzoïque en OTA, un composé d’intérêt médical pour la fabrication d’antibiotiques et d’anti-inflammatoires.

L’approche permet également de préserver 97 % des propriétés mécaniques des fibres de carbone, rendant possible leur réutilisation dans de nouveaux composites. Cette double valorisation, combinant recyclage des fibres et transformation des polymères en produits à haute valeur ajoutée, marque une avancée majeure.

Ce procédé, reliant chimie, biotechnologie et durabilité, offre une perspective concrète pour gérer les déchets composites à grande échelle tout en réduisant leur impact environnemental.

Un procédé novateur utilisant la biocatalyse pour le recyclage des matériaux composites | Techniques de l’Ingénieur

La production de plus en plus importante de matériaux composites pose actuellement un problème majeur, qui est celui de leur recyclage. Face à ce défi, des chercheurs de l’Université de Californie du Sud présentent un nouveau procédé novateur qui, grâce à la biocatalyse, permet de recycler efficacement les fibres de carbone et la matrice polymère…

Techniques de l’Ingénieur

Alors que les microplastiques envahissent l’environnement et infiltrent les organismes vivants, des chercheurs de l’Université de Sao Paulo ont mis au point une méthode innovante pour extraire ces particules de l’eau à l’aide d’aimants.

Le procédé repose sur des nanoparticules magnétiques fonctionnalisées avec de la polydopamine, un polymère dérivé de la dopamine. La polydopamine, connue pour ses propriétés adhésives, se lie fortement aux fragments de micro- et nanoplastiques en PET (polyéthylène téréphtalate), un plastique couramment utilisé dans les bouteilles et textiles. Une fois attachées aux particules de plastique, les nanoparticules magnétiques permettent leur extraction via un simple champ magnétique.

Vers une dégradation enzymatique
En parallèle, l’équipe explore l’utilisation de la lipase, une enzyme capable de décomposer le PET en ses monomères initiaux : l’acide téréphtalique et l’éthylène glycol. Ces composés pourraient ensuite être réutilisés pour synthétiser de nouveaux plastiques.

Cette méthode ouvre des perspectives prometteuses pour lutter contre la pollution plastique, notamment en combinant récupération et recyclage des microplastiques à l’échelle moléculaire.

Récupérer des microplastiques grâce à des aimants ? | Techniques de l’Ingénieur

Alors que la pollution plastique ne cesse de croître et d’infiltrer les organismes vivants, une équipe de recherche brésilienne a mis au point un procédé capable de récupérer des micros et nanoparticules de PET dans de l’eau grâce à des aimants.

Techniques de l’Ingénieur

Des ingénieurs chimistes du MIT ont conçu un catalyseur hybride capable de convertir le méthane, un gaz à effet de serre puissant, en polymères à température ambiante et à pression atmosphérique. Ce procédé novateur pourrait contribuer à réduire les émissions de méthane tout en valorisant ce gaz sous forme de produits utiles.

Le méthane, majoritairement émis par l’agriculture, les décharges et la gestion du gaz naturel, est environ 25 fois plus puissant que le CO₂ en termes de réchauffement climatique. En utilisant une combinaison de zéolite (un minéral argileux) et d’enzyme naturelle, les chercheurs transforment le méthane en méthanol, puis en formaldéhyde. Ce dernier sert de précurseur à la fabrication de polymères tels que la résine urée-formaldéhyde, largement utilisée dans les panneaux de particules et les textiles.

Un procédé prometteur
Ce catalyseur, utilisant des ressources accessibles comme l’oxygène de l’air, pourrait être appliqué à grande échelle, notamment pour enduire des surfaces exposées au méthane ou sceller des fuites dans les pipelines de gaz naturel.

Avec cette approche, les chercheurs ouvrent la voie à des solutions innovantes pour convertir des gaz à effet de serre en matériaux industriels, tout en s’attaquant aux défis climatiques.

https://www.sciencedaily.com/releases/2024/12/241204114309.htm

Des chercheurs de l’Université d’État de l’Ohio ont mis au point un polymère innovant capable de changer de forme sous l’effet de la température. Fabriqué à partir d’un élastomère cristallin liquide (LCE), ce matériau souple peut se déformer dans plusieurs directions, imitant les mouvements naturels.

Ce polymère, inspiré des cristaux liquides utilisés dans les écrans, exploite des transitions de phases moléculaires induites par la chaleur pour réorganiser sa structure. Cette caractéristique le rend idéal pour des applications telles que les robots souples, les muscles artificiels ou les dispositifs médicaux avancés.

Les chercheurs ont identifié trois phases distinctes que le matériau traverse en fonction de la température, permettant une adaptabilité et une fabrication simplifiée. Ces avancées ouvrent de nouvelles perspectives pour des technologies comme la délivrance contrôlée de médicaments ou la conception de nanorobots pour des interventions chirurgicales complexes.

Cette étude, publiée dans Science, marque une étape cruciale pour l’ingénierie des polymères et ouvre la voie à des applications dans des domaines variés, allant des biosenseurs à la robotique.

https://www.sciencedaily.com/releases/2024/12/241206161924.htm

Des ingénieurs du MIT ont conçu un matériau biodégradable innovant capable de remplacer les microbilles plastiques utilisées dans certains produits cosmétiques et de santé. Fabriqué à partir de polymères poly(β-amino ester), ce matériau se décompose en sucres et acides aminés inoffensifs. En plus de réduire l’impact environnemental des microplastiques, il offre des performances élevées dans diverses applications.

Ce matériau peut encapsuler des nutriments sensibles, comme les vitamines A et D, tout en les protégeant contre la dégradation due à la chaleur ou à l’humidité. Lors d’essais, il a été intégré à des cubes de bouillon, très utilisés en Afrique subsaharienne, tout en préservant les nutriments après deux heures d’ébullition.

Dans les produits cosmétiques, ce matériau biodégradable s’est révélé plus efficace que les microplastiques traditionnels pour éliminer des taches résistantes comme l’encre ou le maquillage, tout en étant plus respectueux de l’environnement.

Financé par la Fondation Gates, ce projet promet de transformer des industries clés, en réduisant la pollution plastique et en répondant aux besoins de durabilité. Ces recherches ouvrent la voie à des alternatives écologiques pour des produits courants, contribuant à limiter la prolifération des microplastiques dans l’environnement.

https://www.sciencedaily.com/releases/2024/12/241206112056.htm

Des chercheurs de l’Université de Tsukuba ont mis au point une méthode d’imagerie permettant de visualiser avec clarté les structures internes des caoutchoucs à l’échelle nanométrique. Contrairement aux techniques conventionnelles de microscopie électronique, souvent entravées par le bruit d’image, cette nouvelle approche révèle le réseau moléculaire complexe qui définit les propriétés uniques des caoutchoucs.

Une précision accrue pour des analyses fiables

En s’appuyant sur des traitements mathématiques avancés, la méthode améliore sélectivement la visibilité des zones où les molécules de caoutchouc s’assemblent en réseaux. Cela permet une analyse automatisée et simultanée de plusieurs échantillons, éliminant la subjectivité inhérente aux techniques traditionnelles.

Les mesures obtenues, telles que la longueur des réseaux moléculaires, montrent une forte corrélation avec les valeurs expérimentales, validant ainsi la fiabilité de cette innovation. Cette avancée ouvre la voie à une conception plus précise de caoutchoucs sûrs et performants, optimisés pour des applications variées, de l’automobile au médical, tout en contribuant à des économies de ressources et d’énergie.

https://omnexus.specialchem.com/news/industry-news/new-imaging-methods-enhances-visibility-of-rubber-molecules-000235734

Le projet BOTTLE4FLEX vise à répondre aux exigences de la Stratégie européenne d’économie circulaire, qui impose une recyclabilité totale des emballages plastiques d’ici 2030. En Espagne, seul le rPET est actuellement autorisé pour les emballages alimentaires recyclés, mais les films multicouches flexibles en PET restent difficiles à recycler par des méthodes mécaniques traditionnelles.

Pour relever ce défi, AIMPLAS, Covinil et Eroski développent des emballages skinpack entièrement recyclables à partir de rPET. Ces emballages, qui forment une « seconde peau » autour du produit, offrent des avantages en matière de présentation, de conservation et de transport tout en posant des problèmes de recyclabilité.

Le projet explore des processus innovants, tels que la solvolyse pour dépolymériser partiellement le PET, ainsi que des technologies comme l’extrusion réactive et l’ajout d’additifs, afin d’améliorer la flexibilité et les propriétés barrières des matériaux recyclés. Soutenu par des fonds européens et nationaux, BOTTLE4FLEX pourrait ouvrir la voie à une circularité accrue des plastiques dans l’industrie alimentaire.

https://omnexus.specialchem.com/news/industry-news/fully-recyclable-flexible-skinpack-packaging-using-rpet-000235768