Notre planète et tout ce qui y vit croulent sous le poids de tous les déchets plastiques que nous produisons. Le volume de ces matériaux non biodégradables qui sont jetés après utilisation ne fait qu’augmenter, nous avons donc besoin de nouvelles façons de les traiter rapidement.
Une nouvelle étude de preuve de concept démontre une toute nouvelle approche du recyclage du plastique, inspirée par la manière naturelle de « recycler » les composants des matières organiques. Polymères présent dans notre environnement.
L’approche part du fait que Protéines À l’intérieur, les polymères organiques se désintègrent constamment en morceaux et se réassemblent en différentes protéines, sans perdre la qualité de leurs éléments constitutifs. En gros, quand il s’agit de recycler le plastique – un polymère synthétique – sans le décomposer, il faut penser plus petit.
Les protéines sont l’un des principaux composés organiques qui servent de blocs de construction pour tout ce qui est biologique. Ce sont de longues chaînes de molécules (ou de monomères) appelées acides aminés, et les chercheurs pensent que la façon dont ces molécules peuvent être décomposées et remodelées indique une stratégie potentielle de recyclage des polymères synthétiques.
« Les protéines sont comme un collier de perles, dans lequel chaque perle est un acide aminé. » Le scientifique des matériaux Simon Giavieri déclare :de l’Ecole polytechnique fédérale de Suisse (EPFL) en Suisse.
« Chaque perle a une couleur différente, et la séquence de couleurs détermine la structure de la chaîne et donc ses propriétés. Dans la nature, les chaînes de protéines se décomposent en acides aminés constitutifs, et les cellules rassemblent ces acides aminés pour former de nouvelles protéines, c’est-à-dire ils fabriquent de nouveaux rangs de perles avec une séquence de couleurs différente.
Les chercheurs ont appelé leur approche « Recyclage de l’économie circulaire inspirée par la nature », ou NaCRe en abrégé.
Lors de tests en laboratoire, l’équipe a réussi à décomposer des protéines spécifiques en acides aminés, puis à les assembler en de nouvelles protéines avec différentes structures et utilisations. Dans un cas, ils ont transformé des protéines de soie en protéine fluorescente verte, un traceur lumineux utilisé dans la recherche biomédicale. Malgré ce démontage et cette reconstruction, la qualité des protéines reste constante.
(Giaveri et al., matériaux avancés, 2021)
Selon l’analyse de l’équipe, les mécanismes qui se produisent naturellement dans les protéines peuvent également être appliqués aux plastiques, bien que le développement et la mise à l’échelle de la technologie nécessaire prenne un certain temps.
Il existe des différences significatives entre les polymères naturels et synthétiques à prendre en compte, mais les chercheurs affirment que cette nouvelle approche du recyclage est possible – et conservera le matériau utilisé aussi longtemps que possible.
« Cela nécessiterait un état d’esprit radicalement différent », Le scientifique des matériaux Francesco Stellaci déclare :de l’EPFL. « Les polymères sont des brins de perles, mais les polymères synthétiques sont principalement constitués de perles qui sont toutes de la même couleur et lorsque la couleur est différente, la séquence de couleurs compte rarement. »
« De plus, nous n’avons pas de méthode efficace pour synthétiser des polymères synthétiques à partir de perles de différentes couleurs d’une manière qui contrôle leur séquence. »
Même les plastiques biodégradables créent des résidus de déchets qui doivent être stockés ou enterrés une fois le processus de recyclage terminé, avec le coup habituel pour l’environnement en termes d’utilisation des sols et de pollution. Une nouvelle stratégie peut aider à résoudre ce problème.
Les chercheurs estiment que sur une durée de vie de 70 ans, une personne moyenne jette environ 2 tonnes métriques de plastique – et compte tenu des quelque 8 milliards de personnes sur la planète en ce moment, c’est une quantité catastrophique de déchets.
Et bien que nous fassions des progrès dans la lutte contre le problème de la pollution plastique, ce n’est pas assez proche pour le moment. Un changement fondamental dans la pensée et l’action est nécessaire si nous voulons empêcher le plastique de faire plus de mal à notre monde et à notre santé.
« À l’avenir, la durabilité impliquera de repousser les limites du recyclage, de mélanger beaucoup de choses différentes et de recycler le mélange pour fabriquer chaque jour un nouveau matériau différent. Stellaci dit. La nature le fait déjà.
La recherche a été publiée dans matériaux avancés.