Dire adieu au plastique est une préoccupation de la société actuelle pour éviter la contamination des sols et des aquifères. Et pour empêcher le microplastiques atteindre les organismes vivants. Des changements législatifs importants à cet égard ont déjà été adoptés par des institutions telles que l'UE. Cependant, cela ne suffit pas. Ceux-ci doivent être combinés avec la recherche pour trouver de nouveaux matériaux qui le remplacent adéquatement en raison de ses avantages et sans ses inconvénients.

Heureusement, des avancées significatives ont déjà été réalisées à cet égard. Un scientifique espagnol de Harvard est l'un des plus grands experts mondiaux en matière de chitosane. C'est un matériau biodégradable ce qui ouvre un scénario prometteur dans l’industrie et la médecine. Une alternative intéressante pour dire adieu au plastique.

En Crickwoo Nous sommes très intéressés par la protection de l'environnement. Nous comprenons ainsi que le prise de conscience dès l'enfance et la recherche scientifique sont deux des grands piliers sur lesquels repose la protection de la planète.

Pour cette raison, nous sommes conscients que trouver matériaux alternatifs pour adieu au vrai plastique C'est une bonne nouvelle pour tout le monde.

Chitosane, le matériau qui nous aidera à dire adieu au plastique

« De nombreux objets en plastique, comme les articles jetables ou les emballages, sont fabriqués sans penser à leur durée de vie. Si, par exemple, je fabrique une bouteille d'eau, je ne peux pas vous demander de la mettre dans le récipient approprié." Ce sont les mots de Javier Fernández, docteur en nanobiotechnologie de l'Université de Barcelone, chercheur à Harvard et professeur à l'Université de Barcelone. Université de technologie et de design de Singapour. Ce scientifique dont la carrière est axée sur la réduction de la consommation de plastique a son propre pari : le chitosane.

Javier Fernández compte désormais trois publications scientifiques sur le propriétés du chitosane. Ce matériau biodégradable pourrait éliminer le plastique et ouvrir de nouvelles voies de recherche en médecine, en industrie et en impression 3D.

Premières recherches sur le chitosane pour dire adieu au plastique

Pour son premier poste, Publié dans Matériaux avancés En 2012, le chercheur s’est littéralement enfermé, dit-il, dans la bibliothèque de zoologie de Harvard. Il l'a fait pour étudier attentivement le coquilles d'insectes et de crustacés. Ainsi, il a trouvé les bases pour créer le grinçant, un mélange à base de chitosane et fibroïne.

Le chitosane est une matière naturellement présente dans coquilles de crustacés et d'insectess. Et la fibroïne un protéine de soie. Il s'agit donc à la fois de matériaux naturels et d'insectes.

« La peau d'un insecte est composée de chitosane, de protéines et, sur la partie la plus externe, se trouve une couche imperméable semblable à de la cire. Le chitosane et la fibroïne se combinent pour apporter au squelette de la rigidité au niveau des ailes ou de l'élasticité au niveau des articulations », explique le scientifique.

Pour illustrer ces propriétés, le chercheur cite le cas de Rhodnius Prolixe, un insecte commun en Amérique centrale et en Amérique du Sud. "Il est capable de contrôler sa rigidité, par exemple lorsqu'il se gonfle pour absorber le sang d'autres espèces."

Ainsi, le chercheur a reproduit cette même structure des insectes dans la nature pour concevoir un grinçant qui possède un résistance qui double celle du plastique —120 MPa— et en plus, il est biodégradable.

Difficultés et défis dans la recherche d'un chitosane abordable

« Suite à la publication, nous avons reçu de nombreux appels d'entreprises intéressées par la mise en œuvre du matériau », explique le scientifique.

D’une part, l’industrie veut dire adieu au plastique. Réduisez votre dépendance à ce matériau. Et d’un autre côté, les sociétés médicales s’intéressent à des applications allant du traitement des hernies aux sutures résorbables, en passant par la colle chirurgicale ou la peau artificielle. Cependant, il y avait un problème avec la soie, qui « rendait le procédé très coûteux à des fins industrielles », explique le scientifique.

Ainsi, l'équipe de Javier Fernández a travaillé pour coût réduit dans le secteur industriel. Et finalement, il a trouvé la formule exacte pour créer un chitosane, sans soie, qui reproduit parfaitement ses caractéristiques naturelles. Ce deuxième post a eu lieu en 2013, également dans la revue scientifique Matériaux fonctionnels avancés.

Le chercheur insiste sur le fait qu’il ne crée pas de nouveau matériel. "Nous employons techniques de microélectronique et de nanotechnologie concevoir la structure et les propriétés extraordinaires qu’elle possède chitosane dans la nature afin de pouvoir l'utiliser pour d'autres applications », explique-t-il.

Un trésor à la poubelle

L’un des principaux avantages de ce matériau pour dire adieu au plastique est que le chitosane est très bon marché. « Traditionnellement, nous les utilisions comme déchets », précise le chercheur. «C'est le cas de têtes et coquilles de crevettes collectés par l’industrie de la pêche et dont la plupart finissent directement à la poubelle. De plus, il est très facile à obtenir, puisqu’il s’agit de la deuxième matière organique la plus abondante sur Terre derrière la cellulose.

Une fois dans le laboratoire, le chitosane arrive sous forme de poudre ou de flocons, semblable à une céréale pour le petit-déjeuner. De l'eau et de l'acide acétique sont ajoutés pour le dissoudre. Les protons de l'acide acétique réagissent avec le chitosane de sorte que les molécules de ce dernier se séparent et on obtient une dissolution finale de 4% de chitosane dans l'eau.

"Maintenant, ce que nous voulons, c'est que le chitosane récupère son structure et propriétés naturelles à partir de cette dissolution », explique le scientifique. Ainsi, le procédé nécessite une deuxième phase au cours de laquelle la solution est évaporée « de manière très contrôlée ». "Il y a un moment précis pendant lequel la solution se transforme en cristal liquide, qui au toucher ressemble beaucoup à de la pâte à modeler, de sorte qu'il coule mais retient les molécules cristallines", explique Javier Fernández. Selon le degré d'évaporation, le mélange aura des propriétés plus liquides ou visqueuses.

Par la suite, un troisième article académique publié début 2014 sur Matériaux macromoléculaires et ingénierie, explore les possibilités du chitosane en tant que matériau pour imprimer de grandes structures en 3D et rendre la production évolutive. Cependant, aujourd'hui, cette technique oblige les entreprises à modifier leur processus de production, elles s'attendent donc à ce que des développements ultérieurs soient terminés. incorporer du chitosane sans aucun doute.

A l'ombre du plastique

Face à tant de personnes applications du chitosane et avantages en termes de coûts, pourquoi votre studio n'a-t-il pas explosé jusqu'à maintenant ? Le chercheur espagnol rappelle que le chitosane a été découvert au XIXe siècle et qu'au début du XXe ses propriétés ont été étudiées au point que Entreprise chimique DuPont préserver brevets de cette époque.

Cependant, le introduction du plastique, un produit que le chercheur décrit comme « le matériau du 70e siècle », a provoqué l’arrêt des recherches sur le chitosane et d’autres matériaux. Ce n'est que dans les années XNUMX du siècle dernier, grâce au souci des matériaux durables, que cette branche de la science a été récupérée.

Un avenir prometteur

«Nous avons récupéré un matériau oublié pour tenter de l'utiliser comme le fait la nature et dans le respect de l'environnement», explique le chercheur.

Un exemple clair est montré dans cette vidéo, dans laquelle une graine plantée sur une surface de chitosane pousse et fleurit en 20 jours. "Le chitosane se dégrade dans l'environnement et nous savons, au moins, qu'il n'entrave pas la croissance d'autres espèces", explique Javier Fernández.

Le scientifique affirme que « dans quelques années environ », la production de chitosane pourra être à grande échelle. Cependant, il ajoute que « l'utilisation de sacs en plastique est quelque chose qui pourrait être facilement résolu d'un point de vue législatif, puisque la société n'aurait pas beaucoup de problèmes à utiliser sacs en tissu». En revanche, l’utilisation du plastique à plus grande échelle « nécessite un développement technologique avec de nouveaux matériaux sans impact environnemental ».

Désormais, et déjà installé à Singapour, Javier Fernández continuera à perfectionner les applications du chitosan. Il assure, en tout cas, qu'il continuera en contact avec Harvard et le MIT. En ce sens, avant son départ, il a conclu une collaboration avec le département de Nery oxman, professeur au MIT Media Lab.

Chez Crickwoo nous préconisons de dire adieu au plastique, à l'utilisation de biofertilisants et l'exploration scientifique avec une étape supplémentaire pour améliorer l'environnement et atteindre des sols plus sains.