Vert Et Respectueux De L'Environnement: Le Nouveau Plastique Recyclable Se Décompose En Toute Sécurité Dans L'Eau De Mer Sans Produire De Particules Microplastiques

Illustration artistique d'un nouveau type de plastique.Le pont de sel réticulé du plastique visible en dehors de l'eau de mer lui confère structure et résistance.Dans l’eau de mer (et dans le sol, non dessiné), le traitement au sel lourd détruit les ponts de sel et empêche la formation de microplastiques, faisant du plastique un plastique biodégradable.Source: Institut de chimie scientifique

Des chercheurs dirigés par takezo ohida du Center for Emerging Materials Science (CEMS) de l'Institut de chimie des sciences ont créé un plastique révolutionnaire qui allie durabilité et protection de l'environnement.Non seulement ce matériau innovant est aussi robuste que le plastique traditionnel, mais il est également biodégradable et a la capacité unique de se décomposer dans l'eau de mer.En s'attaquant à des problèmes environnementaux critiques, ce plastique a le potentiel de réduire considérablement la pollution microplastique qui s'accumule dans les océans et les sols et finit dans la chaîne alimentaire.Les résultats de l'équipe de recherche ont été publiés aujourd'hui (22 novembre) dans la revue Science.

Depuis des années, des efforts sont déployés pour développer des alternatives durables aux plastiques traditionnels, qui ne sont pas biodégradables et sont nocifs pour l'environnement.Bien qu’il existe déjà des options biodégradables et recyclables, un défi majeur demeure: beaucoup de ces matériaux, insolubles dans l’eau, ne peuvent pas être dégradés dans le milieu marin.Cette limitation rend les microplastiques - moins de 5Minuscules débris millimétriques – persistent dans les écosystèmes marins, nuisent à la vie aquatique et entrent dans la chaîne alimentaire, y compris les humains.

Dans leur nouvelle étude, Aida et son équipe se concentrent sur l’utilisation de plastiques supramoléculaires – un polymère qui maintient les structures ensemble par des interactions réversibles – pour résoudre ce problème.Ce nouveau plastique est composé de la combinaison de deux monomères ioniques qui forment des ponts de sel réticulés, offrant résistance et flexibilité.Dans le test initial, l'un des monomères était un additif alimentaire commun appelé hexamétaphosphate de sodium et l'autre était l'un des nombreux monomères d'ion guanidine.Les deux monomères peuvent être métabolisés par les bactéries, assurant ainsi la biodégradabilité du plastique après sa dissolution en ingrédients.

Ada a déclaré: « la réversibilité des liaisons dans les plastiques supramoléculaires a toujours été considérée comme les rendant fragiles et instables, et notre nouveau matériau fait exactement le contraire.Dans les nouveaux matériaux, la structure du pont de sel est irréversible à moins d'être exposée à un électrolyte, comme dans l'eau de mer.La découverte clé est de savoir comment ces réticulations irréversibles sélectives peuvent être produites. »

La clé de la fabrication de nouveaux plastiques est le dessalement.Le re - dessalement rétablit les interactions et permet au plastique de se dissoudre.Source: Institut de chimie scientifique

Comme pour le mélange huile - eau, après avoir mélangé les deux monomères dans l'eau, les chercheurs ont observé deux liquides séparés.Un liquide est visqueux et contient des ponts de sel réticulés structuraux importants, tandis que l'autre contient de l'eau et contient des ions de sel.Par exemple, lorsque l'hexamétaphosphate de sodium et le sulfate d'alkyldiguidine sont utilisés, le sulfate de sodium est évacué dans l'aquifère.Le dernier plastique, l'alkyl sp₂, est fabriqué en séchant le résidu dans la couche de liquide visqueux.

Il s'avère que le "dessalement" est une étape cruciale;Sans dessalement, le matériau séché se transforme en cristaux cassants et ne peut pas être utilisé.Re - dessaler le plastique dans de l'eau salée provoque une inversion des interactions et la structure du plastique devient instable en quelques heures.Ainsi, après avoir créé un plastique robuste et durable qui peut encore se dissoudre dans certaines conditions, les chercheurs ont ensuite testé la qualité de ce plastique.

Ce nouveau plastique est non toxique et ininflammable, ce qui signifie qu’il n’émet pas de dioxyde de carbone et peut être reformé à des températures supérieures à 120 ° C, comme les autres thermoplastiques.En testant différents types de sulfate de Guanidine, l'équipe a pu préparer des plastiques de dureté et de résistance à la traction variables, comparables ou supérieurs aux plastiques traditionnels.Cela signifie que le nouveau type de plastique peut être personnalisé au besoin;Des plastiques durs et résistants aux rayures, des plastiques caoutchouteux et siliconés, des plastiques à forte charge ou des plastiques flexibles à faible étirement sont possibles.Les chercheurs ont également créé des plastiques dégradés par l'océan à l'aide de Polysaccharides qui forment des ponts salins réticulés avec des monomères guanidiques.Ce type de plastique peut être utilisé pour l'impression 3D ainsi que pour des applications médicales ou liées à la santé.

Enfin, les chercheurs ont étudié la recyclabilité et la biodégradabilité de ce nouveau plastique.Après avoir dissous le nouveau plastique original dans de l'eau salée, ils ont pu récupérer 91% de l'hexamétaphosphate et 82% de l'hexamétaphosphate.Poudre de Guanidine, ce qui montre que le recyclage est à la fois simple et efficace.Dans le sol, les nouveaux flocons de plastique se dégradent complètement en 10 jours, fournissant au sol du phosphore et de l'azote qui ressemblent à des engrais.

« avec ce nouveau matériau, nous avons créé une nouvelle famille de plastiques qui sont robustes, stables, recyclables, polyvalents et, surtout, qui ne produisent pas de microplastiques. »