Un nouveau plastique fabriqué à partir d’ADN, biodégradable et facile à recycler

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Un modèle de molécule d'ADN fabriqué à partir de plastique à base d'ADN. | Dayong Yang/Université de Tianjin
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À l’heure où la pollution, sous toutes ses formes, représente une menace croissante pour l’avenir de la planète, il est indispensable d’améliorer nos processus de recyclage et de développer des matériaux qui soient plus facilement décomposables. Dans cet effort, des chercheurs de l’Université de Tianjin en Chine ont conçu un plastique biodégradable et facile à recycler fabriqué à partir d’ADN.

Et cerise sur le gâteau : sa mise en forme ne nécessite que peu d’énergie, tout comme son recyclage. Il est fabriqué en liant de courts brins d’ADN à un produit chimique dérivé de l’huile végétale, produisant un matériau souple ressemblant à un gel. Le gel peut être façonné dans des moules, puis solidifié à l’aide d’un processus de lyophilisation qui aspire l’eau du gel à basse température.

Si les plastiques traditionnels sont mauvais pour l’environnement, c’est surtout car ils sont composés de produits pétrochimiques non renouvelables, nécessitent un chauffage intense et des produits chimiques toxiques pour être fabriqués, et mettent des centaines d’années à se décomposer. Seule une petite fraction est recyclée, le reste finissant dans des décharges, étant incinéré ou polluant l’environnement de différentes manières.

Quant aux plastiques alternatifs dérivés de sources végétales — comme l’amidon de maïs et les algues  —, de plus en plus populaires car renouvelables et biodégradables, leur fabrication nécessite beaucoup d’énergie et ils sont difficiles à recycler. Dayong Yang de l’université de Tianjin en Chine et ses collègues, ont donc voulu concevoir un plastique permettant de surmonter ces problèmes.

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Un plastique décomposable par simple immersion dans l’eau

Les chercheurs ont fabriqué plusieurs objets à l’aide de leur technique, notamment une tasse, un prisme triangulaire, des pièces de puzzle, un modèle de molécule d’ADN et une pièce en forme d’haltère. Ils ont ensuite recyclé ces objets en les immergeant dans l’eau pour les reconvertir en un gel qui pouvait être remodelé en de nouvelles formes.

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Une tasse en plastique à base d’ADN. © Dayong Yang/Université de Tianjin (Chine)

Ce qui est fascinant donc avec ce plastique, c’est qu’il peut être décomposé à volonté. « La plupart des recherches se sont concentrées sur le développement de bioplastiques biodégradables, mais si nous voulons sérieusement aller vers une économie circulaire, nous devrions être en mesure de les recycler également, afin qu’ils ne se perdent pas », explique Damian Laird, de l’université Murdoch en Australie.

Un autre avantage de ce nouveau plastique est la grande disponibilité du matériau de départ, puisqu’on estime qu’il existe 50 milliards de tonnes d’ADN sur Terre. Yang et ses collègues ont utilisé de l’ADN provenant de sperme de saumon, mais il pourrait également être extrait de sources renouvelables telles que les déchets de culture, les algues ou les bactéries.

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Comme la production du plastique ADN ne nécessite pas de températures élevées, il produit 97% d’émissions de carbone en moins que le plastique polystyrène, et il peut être décomposé à l’aide d’enzymes digérant l’ADN s’il n’est plus nécessaire. « À notre connaissance, les plastiques à base d’ADN que nous avons suggérés sont les matériaux les plus durables sur le plan environnemental parmi tous les autres plastiques connus », ajoute-t-il.

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Les deux principaux inconvénients de ce plastique sont qu’il n’est pas aussi solide que les plastiques pétrochimiques traditionnels et qu’il doit rester sec pour ne pas se transformer en gel. Par conséquent, il est probablement mieux adapté à des applications telles que les matériaux d’emballage et les appareils électroniques, explique Yang.

« On pourrait aussi rendre le plastique ADN imperméable en l’enrobant de produits chimiques résistants à l’eau, comme on le fait pour les gobelets en papier », explique Maryam Naebe de l’université Deakin en Australie. Yang indique que son équipe envisage déjà de fabriquer des produits commerciaux avec ce plastique.

Source : Journal of the American Chemical Society

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