Une équipe de Princeton propose une stratégie de recyclage photothermique utilisant un carbone poreux dérivé de protéines pour convertir sélectivement une grande diversité de polymères, y compris des plastiques post-consommation.

La plupart des procédés de recyclage chimique sont conçus pour une famille de polymères particulière. À l’inverse, les procédés thermiques plus généraux peuvent provoquer des réactions secondaires et générer des mélanges complexes de produits. Des chercheurs de l’Université de Princeton ont développé une approche intermédiaire reposant sur un agent photothermique capable de concentrer localement l’énergie lumineuse et de favoriser la dépolymérisation.

Le matériau utilisé est un carbone poreux à grande surface spécifique obtenu à partir de protéines. Sa structure lui permet de convertir efficacement la lumière en chaleur sans devoir être directement incorporé dans le polymère à traiter. De faibles quantités suffisent pour initier la déconstruction de résines de natures très différentes.

La méthode a été démontrée sur le polystyrène, le PMMA, le poly(acétate de vinyle), le poly(alcool vinylique), le polyisoprène trans, le polycarbonate de propylène, le PLLA, le PET et un polycarbonate à base de bisphénol A. Le carbone poreux peut en outre être récupéré et réutilisé plusieurs fois.

Un résultat particulièrement intéressant concerne les plastiques post-consommation, qui peuvent être traités sans prétraitement important. L’approche combine ainsi une large compatibilité avec les polymères, la réutilisation de l’agent photothermique et la possibilité d’une montée en échelle. Elle constitue une piste originale pour développer des procédés de recyclage chimique plus polyvalents face à la diversité croissante des flux de déchets plastiques.

Publication : A universal photothermal recycling strategy for post-consumer plastics using bio-derived porous carbon, Nature Communications.

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Des chercheurs de l’Université de Heidelberg ont développé des polymères imprimables en 3D capables de se désassembler rapidement en leurs briques moléculaires, qui peuvent ensuite être récupérées et réutilisées pour produire un nouveau matériau.

La photopolymérisation utilisée en impression 3D permet de fabriquer des structures complexes avec une excellente résolution, mais elle conduit généralement à des réseaux très stables et difficiles à recycler. L’équipe d’Eva Blasco à l’Université de Heidelberg propose de renverser cette logique en utilisant des polymères métastables, suffisamment robustes pendant leur utilisation mais programmés pour se déconstruire lorsqu’un stimulus spécifique est appliqué.

Le concept repose sur des polymères auto-immolatifs contenant une unité moléculaire labile qui joue le rôle de point de déclenchement. Lorsqu’un signal chimique approprié active cette unité, une réaction en cascade se propage le long de la macromolécule et provoque sa dépolymérisation, à la manière d’une série de dominos.

Johannes Markhart, Philipp Mainik et Eva Blasco ont formulé ces polymères pour l’impression 3D par traitement numérique de la lumière. Les matériaux permettent de produire des objets complexes présentant des détails à l’échelle micrométrique et une bonne robustesse mécanique. Lorsqu’ils sont exposés au déclencheur prévu, les réseaux imprimés se désassemblent en quelques secondes dans des conditions ambiantes.

Les briques moléculaires sont récupérées avec un rendement proche du quantitatif puis utilisées pour reformer le polymère. Les analyses spectroscopiques montrent que le matériau recyclé possède la même composition chimique que le polymère initial et retrouve ses propriétés d’impression. Cette stratégie apporte ainsi une démonstration particulièrement convaincante d’une circularité chimique appliquée à la fabrication additive.

Publication : Johannes Markhart, Philipp Mainik et Eva Blasco, Metastable Polymers for Circular 3D Printing, Advanced Materials.

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Une collaboration associant le CERMAV à Grenoble montre que des nanocristaux de cellulose modifiés par des chaînes alkyles peuvent à la fois stabiliser des émulsions de Pickering et renforcer des revêtements biosourcés.

Les nanocristaux de cellulose constituent des nano-objets renouvelables particulièrement intéressants pour la formulation de matériaux. Leur forte rigidité et leur surface riche en fonctions hydroxyle permettent notamment de modifier finement leurs propriétés interfaciales afin de les utiliser comme agents de stabilisation ou comme renforts.

Dans ce travail, Sami Boufi, Fatma Ben Cheikh et Ayman Ben Mabrouk de l’Université de Sfax collaborent avec Jean-Luc Putaux, chercheur à l’Université Grenoble Alpes et au CNRS au sein du CERMAV. Les nanocristaux de cellulose sont fonctionnalisés par des chaînes octyle ou dodécyle au moyen d’une oxydation périodate suivie d’une amination réductrice. Cette modification permet d’ajuster leur équilibre hydrophile–hydrophobe tout en conservant une bonne dispersibilité dans l’eau.

Le greffage améliore fortement leur activité à l’interface huile-eau. Les nanocristaux modifiés produisent des émulsions de Pickering présentant des gouttelettes plus petites, une meilleure résistance à la coalescence et une stabilité accrue par rapport aux particules non modifiées. Ils renforcent également le caractère de gel des formulations, ce qui contribue à immobiliser les gouttelettes.

Les chercheurs démontrent ensuite leur utilisation dans une émulsion sans tensioactif à base d’huile de soja époxydée. Après réticulation, les nanocristaux ne jouent plus seulement le rôle d’émulsifiants : leur réseau rigide augmente aussi la rigidité du film obtenu. Cette double fonction ouvre des perspectives intéressantes pour la mise au point de formulations aqueuses et de revêtements biosourcés combinant stabilisation colloïdale et renforcement mécanique.

Publication : Effect of Alkyl Grafting on the Interfacial Properties and Pickering Emulsifying Efficiency of Cellulose Nanocrystals, ACS Omega.

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Jean-François Lutz, directeur de recherche au CNRS et responsable du Laboratoire de chimie des macromolécules informationnelles de l’Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires, CNRS–Université de Strasbourg, participe à une étude consacrée au décodage de polymères synthétiques porteurs d’information. Une bibliothèque de polymères à séquence définie a été conçue afin d’étudier l’influence de l’hydrophilie, de la rigidité du squelette et de l’encombrement des unités sur leur passage dans un nanopore d’aérolysine. La combinaison d’un squelette cyclique rigide et d’unités latérales benzylées améliore la différenciation des signatures électriques. Associée à une classification par apprentissage automatique, cette conception moléculaire permet d’identifier des séquences atteignant 22 bits et renforce les perspectives de stockage moléculaire de données sur des polymères synthétiques.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/ange.1446100

À l’occasion de la clôture d’IUPAC MACRO 2026 (https://macro2026.org/image-gallery), le 51e World Polymer Congress organisé à Kuching en Malaisie, le relais a officiellement été passé à la France : la prochaine édition du congrès IUPAC MACRO se tiendra à Strasbourg du 28 au 31 août 2028.

MACRO 2028 sera présidé par Daniel Grande, Directeur de recherche au CNRS et directeur de l’Institut Charles Sadron (ICS, CNRS) à Strasbourg, en qualité de Chair, aux côtés de Delphine Chan-Seng, chercheuse CNRS à l’Institut Charles Sadron (ICS, CNRS), en qualité de Co-Chair. lire plus…

Deux complexes de titane(IV) basés sur un ligand tétradentate bis(phénolate)-pipérazine sont évalués pour la polymérisation de l’éthylène. Après activation par un système organoaluminium–organomagnésien, les catalyseurs produisent des polyéthylènes de très haute masse molaire et peuvent incorporer plusieurs alpha-oléfines, dont le 1-hexène, le 1-octène et le 1-décène. Les teneurs en comonomère peuvent dépasser 10 % molaires tout en conservant des masses molaires élevées. Le travail fournit une nouvelle famille de catalyseurs moléculaires pour ajuster conjointement architecture des chaînes et incorporation des comonomères.

New Catalysts for Ethylene Polymerization and Copolymerization Based on Ti(IV) Complexes with a Tetradentate Piperazine Ligand – Polymer Science, Series B

Abstract Two new catalyst systems for the synthesis of high molecular weight polyethylene and ethylene copolymers with linear 1-alkenes (1-hexene, 1-octene, 1-decene and 3-methyl-1-butene) are described. The catalysts are based on Ti(IV) complexes of the LTiX2 type with a tetradentate bis(phenolate)- piperazine ligand L and with X = Cl or Oi-Pr. The complexes are activated…

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Une approche cinétique fondée sur les températures des pics de fusion enregistrées à différentes vitesses de chauffage permet d’extraire des informations sur la fusion sans imposer les approximations classiques de certaines analyses non isothermes. La méthode dérive d’une formulation exponentielle inspirée du modèle de Toda–Hikosaka–Yamada et a été validée par simulation puis appliquée au polyéthylène. Son comportement a ensuite été évalué sur plusieurs polymères semi-cristallins, notamment le polypropylène, le PCL, le PET, le PBT et le PVDF. Des scripts compatibles GNU Octave et MATLAB accompagnent l’approche afin de faciliter son utilisation pour la caractérisation thermique.

Nonisothermal kinetics of polymer melting through the analysis of peak temperatures – Polymer Journal

The nonequilibrium melting temperature of polymer crystals can be determined through linear regression analysis, by incorporating an adjustable parameter for both the power-law and exponential models of Toda–Hikosaka–Yamada.

Nature

Des particules de caoutchouc provenant de pneus broyés sont dispersées dans une matrice de polyéthylène basse densité afin de produire des composites intégrant deux flux de déchets difficiles à valoriser. Les propriétés physiques, mécaniques et thermiques sont comparées pour différentes formulations, puis une méthode multicritère TOPSIS est utilisée pour sélectionner le compromis le plus favorable entre performances et contenu recyclé. L’approche vise des applications dans la construction, l’automobile et des composants industriels pour lesquels une rigidité maximale n’est pas le seul critère de choix.

Development of sustainable LDPE-GTR matrix composite material: a TOPSIS based MCDM approach – Circular Economy and Sustainability

This research work aims to address environmental sustainability challenges by developing innovative polymer composites using low-density polyethylene (LDPE) and ground tyre rubber (GTR). The study seeks to leverage waste-derived materials to create eco-friendly composites with enhanced physical, mechanical and thermal properties. The integration of GTR into the LDPE matrix not only promotes recycling of waste…

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Une copolymérisation alternée du dioxyde de carbone avec des bicyclobutanes ou des bicyclopentanes permet d’obtenir des polyesters de masse molaire élevée contenant jusqu’à 50 % molaire de CO2. Un catalyseur organique simple initie la réaction et produit des chaînes dont les cycles intégrés au squelette ajustent les propriétés thermiques et mécaniques. Les polyesters issus des bicyclobutanes résistent à l’hydrolyse sur une large plage de pH mais peuvent être dépolymérisés sélectivement pour régénérer plus de 90 % du monomère. Des cycles successifs de dépolymérisation et de repolymérisation confirment la possibilité d’une boucle chimique fermée.

Alternating CO2 and bicycloalkane copolymerization to circular polyesters – Nature

A simple organic catalyst enables direct alternating copolymerization of CO2 with bicycloalkanes to produce high-performance polyesters that can be selectively depolymerized and recycled in a closed-loop lifecycle.

Nature

Des polykétide synthases hybrides ont été conçues pour produire, dans des bactéries, différents β-céto-δ-lactones utilisables comme précurseurs de polydikétoénamines recyclables. Le criblage informatique de 144 structures a permis de relier la solvatation des monomères à la température nécessaire pour déconstruire les polymères. Les structures testées présentent des températures de transition vitreuse comprises entre 53 et 98 °C ainsi que des températures de dépolymérisation modulables entre 0 et 60 °C. Les polymères caractérisés ont encore été préparés à partir de monomères synthétisés chimiquement, mais la production biologique proche de 2 g/L démontre la faisabilité d’une future plateforme fermentaire alimentée par des ressources renouvelables.

Engineered polyketide synthases enable a microbial chassis for recyclable plastics with tunable properties – Nature Biotechnology

Polyketide synthases are engineered for the production of sustainable plastics.

Nature