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

Envalior et Ford Motor Company ont reçu le prix de la « Meilleure utilisation innovante des plastiques » lors des SPE Automotive Innovation Awards, pour le développement d’un tube et diffuseur EGR en Xytron™ PPS, un thermoplastique avancé.

• Remplacement de l’acier inoxydable par le Xytron™ PPS, entraînant une réduction de poids de 28 %.
• Résistance exceptionnelle aux environnements acides (pH 2,2) et aux températures extrêmes (jusqu’à 200°C).
• Conception simplifiée grâce à l’intégration directe, supprimant joints, rondelles et fixations.

Impact industriel

Cette innovation établit de nouvelles normes en matière de systèmes EGR, réduisant le poids, les coûts de production et les étapes d’assemblage, tout en maintenant des performances élevées et durables. En collaboration avec Sogefi (fournisseur Tier 1) et Viking Plastics (moulage), ce projet illustre l’efficacité des polymères haute performance dans des applications automobiles critiques.

https://omnexus.specialchem.com/news/industry-news/envalior-ford-spe–award-for-most-innovative-use-of-plastics-000235769

Des chercheurs de l’Institut Weizmann ont développé un matériau composite biodégradable qui pourrait révolutionner la gestion des déchets plastiques. Cette innovation associe cellulose et nanocristaux de tyrosine, créant un plastique écologique à la fois robuste, flexible et biodégradable.

Des propriétés exceptionnelles pour répondre aux besoins industriels

Le matériau, issu d’un mélange de polymère biodégradable et de cristaux biologiques, offre des avantages majeurs : il est peu coûteux, simple à produire et incroyablement résistant. Lors de tests, une fine bande de seulement 0,04 millimètre d’épaisseur a supporté une charge de 6 kilogrammes. Contrairement aux matériaux renforcés classiques, ce plastique conserve une grande ductilité, augmentant sa plasticité sans compromettre sa solidité.

Un développement pour une utilisation industrielle

Les chercheurs ont utilisé l’hydroxyéthyl cellulose, un polymère issu de la cellulose couramment employé dans les industries pharmaceutiques et cosmétiques, combiné à des nanocristaux de tyrosine, connus pour leur solidité exceptionnelle. En mélangeant ces deux matériaux dans de l’eau bouillante puis en les refroidissant, ils ont créé un plastique composite doté de fibres cristallines intégrées.

Une solution aux enjeux environnementaux

Alors que la majorité des plastiques sont non biodégradables et polluent durablement l’environnement, ce nouveau matériau est conçu pour se décomposer sous l’action de bactéries. Les cristaux de tyrosine et l’hydroxyéthyl cellulose étant des substances comestibles, ce plastique est non toxique, bien qu’il ne soit pas encore destiné à la consommation alimentaire.

https://scitechdaily.com/scientists-develop-super-strong-eco-friendly-plastic-that-bacteria-can-eat/

Un récent article publié dans Advanced Science explore les propriétés révolutionnaires de matériaux polymères conducteurs capables de répondre à des stimuli externes, ouvrant la voie à une électronique plus performante et durable.

Quand les polymères deviennent adaptatifs

Les polymères conducteurs ne sont plus de simples supports d’électronique. Grâce à des avancées en chimie des matériaux, des chercheurs ont mis au point des structures capables de répondre à des changements environnementaux tels que la température, la lumière ou des champs électriques. Ces propriétés permettent de concevoir des dispositifs électroniques plus efficaces, notamment pour les capteurs ou les systèmes d’énergie.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202409403