Le monde est aux prises avec un problème grandissant : le gaspillage de plastique. Face à ce défi, une nouvelle recherche, publiée dans Nature Sustainability, dévoile une solution prometteuse.
Des chercheurs ont réussi à créer un substitut biologique aux ingrédients de base d’un plastique recyclable à l’infini, le poly(diketoenamine), ou PDK, en modifiant génétiquement des microbes.
« C’est la première fois que des bioproduits sont intégrés pour réaliser un PDK principalement à base de matière biologique, » déclare Brett Helms, scientifique au Molecular Foundry et responsable du projet. « C’est aussi la première fois que nous observons un avantage biologique par rapport à l’utilisation de produits pétrochimiques, en termes de propriétés du matériau et de coût de production à grande échelle.«
Les PDK : des plastiques infiniment recyclables
Contrairement aux plastiques traditionnels, les PDK peuvent être décomposés en leurs éléments de base et reformés en nouveaux produits sans aucune perte de qualité. À l’origine, les PDK étaient fabriqués à partir d’ingrédients issus de produits pétrochimiques, mais ceux-ci peuvent désormais être remplacés par des produits biologiques.
Après quatre ans d’effort, les collaborateurs ont réussi à transformer des sucres végétaux en matières premières pour la production de PDK – une molécule appelée acide lactone triacétique, ou bioTAL – grâce à des modifications génétiques d’E. coli.
Nous avons démontré que l’obtention de plastiques recyclables 100% biologiques est réalisable », affirme Jeremy Demarteau, scientifique du projet en charge du développement des biopolymères. « Vous verrez cela de nous à l’avenir.«
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Possibilités d’applications pour les PDK
Les PDK peuvent être utilisés pour une multitude de produits, comme les adhésifs, les objets flexibles comme les câbles informatiques ou les bracelets de montre, les matériaux de construction, et les « thermodurcis résistants », des plastiques rigides obtenus par un processus de durcissement.
À leur surprise, les chercheurs ont constaté que l’intégration du bioTAL au matériau augmentait son intervalle de température de fonctionnement de 60°C par rapport à la version pétrochimique. Cela ouvre la possibilité d’utiliser les PDK pour des objets nécessitant des températures de fonctionnement spécifiques, comme l’équipement sportif et les pièces automobiles tels que les pare-chocs ou les tableaux de bord.
En synthèse
En réponse à l’urgence écologique posée par la production croissante de déchets plastiques, des chercheurs ont réussi à créer un substitut biologique pour les ingrédients de base d’un plastique infiniment recyclable, le PDK. Cette avancée pourrait mener à la production à grande échelle de plastiques recyclables à 100% biologiques, ouvrant ainsi la voie à une solution durable au problème mondial des déchets plastiques.
Cette découverte résulte d’un effort conjoint de spécialistes issus de trois centres du Department of Energy’s Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) : le Molecular Foundry, le Joint BioEnergy Institute (JBEI) et l’Advanced Light Source.
Légende illustration principale : chercheurs du Berkeley Lab ont utilisé des bactéries pour rendre les plastiques recyclables biorenouvelables. Credit : Jenny Nuss/Berkeley Lab
