Des produits de masse bon marché aux matériaux de haute technologie sur mesure, notre monde moderne sans plastique est inimaginable. L’inconvénient majeur est l’utilisation de combustibles fossiles et les quantités croissantes de déchets. Une nouvelle approche pourrait être la production de plastiques de haute qualité fabriqués à partir de biomasse qui pourraient être transformés en composants recyclables. La « commande de destruction » serait donnée avec une lumière d’une longueur d’onde spécifique, comme l’ont démontré les chercheurs de la revue Angewandte Chemie.
La biomasse est une matière première renouvelable, souvent carrément bon marché, qui intéresse de plus en plus la production de plastiques performants. Cependant, les plastiques biosourcés souffrent également du problème d’un recyclage insatisfaisant. Les plastiques doivent rester stables de manière fiable pendant leur utilisation, sans risque de détérioration prématurée. Idéalement, le recyclage devrait également être du surcyclage au lieu du décyclage. Les blocs de construction produits doivent être convertibles en un autre matériau de haute qualité. Idéalement, il s’agirait de monomères pouvant ensuite être à nouveau polymérisés pour produire des plastiques tout aussi performants.
Pour relever ce défi, une équipe interdisciplinaire de chercheurs des États-Unis – Jayaraman Sivaguru au Center for Photochemical Sciences, Bowling Green State University à Bowling Green, Ohio, et Mukund P. Sibi et Dean C. Webster à North Dakota State University à Fargo – ont choisi des plastiques biosourcés dont la dégradation peut être déclenchée par irradiation avec de la lumière. Ils ont pu développer des polymères réticulés qui contiennent des blocs de construction dans leur squelette à base de vanilline. La vanilline peut être produite à partir de matériaux tels que la lignine, qui est un sous-produit de la production de cellulose.
Le dérivé de vanilline développé par l’équipe absorbe la lumière à 300 nm et entre dans un état excité. Cela conduit à une réaction chimique qui déclenche la dégradation du polymère. Parce que cette longueur d’onde n’est pas contenue dans le spectre de la lumière solaire qui atteint la terre, une dégradation non planifiée est évitée. Les chercheurs ont pu récupérer 60 % des monomères, qui ont pu être polymérisés à nouveau sans perte de qualité.
Les polymères réticulés photodégradables, recyclables et renouvelables à base de ressources de biomasse sont une approche très prometteuse pour produire des plastiques plus durables. La dégradation déclenchée par la lumière est respectueuse de l’environnement et offre l’avantage d’un contrôle spatial et temporel.
Ravichandranath Singathi et al, Vers le recyclage des polymères réticulés dérivés de la biomasse avec la lumière, Angewandte Chemie International Edition (2022). DOI : 10.1002/anie.202203353