Les plastiques constituent l’une des plus grandes sources de pollution sur Terre, puisqu’ils restent pendant des années sur terre ou dans l’eau. Mais un nouveau type de plastique à base de cellulose brillamment coloré pourrait changer la donne. En ajoutant de l’acide citrique et de l’encre de seiche à un polymère à base de cellulose, les chercheurs ont créé une variété de plastiques structurellement colorés dont la résistance est comparable à celle des plastiques traditionnels, mais qui sont fabriqués à partir d’ingrédients naturels biodégradables et facilement recyclables avec de l’eau.
De nombreux plastiques sont teints à l’aide de colorants spécialisés, ce qui peut rendre ces matériaux difficiles à recycler à l’aide des procédés classiques. Au fil du temps, les colorants peuvent s’estomper ou se répandre dans l’environnement, ce qui présente des risques pour la faune sauvage. Un moyen de rendre ces colorants largement inutiles pourrait être un phénomène appelé « couleur structurelle ». Ce phénomène se produit lorsque de minuscules structures dans un matériau réfléchissent certaines longueurs d’onde de la lumière plutôt qu’une molécule de colorant ou de pigment. La couleur structurelle donne aux plumes de paon et aux ailes de papillon leurs teintes vives et leur éclat éblouissant, mais certains polymères synthétiques présentent également une couleur structurelle.
L’hydroxypropylcellulose (HPC), un dérivé de la cellulose souvent utilisé dans les aliments et les produits pharmaceutiques, est un exemple de matériau pouvant présenter une couleur structurelle. Sous forme liquide, elle brille de tons irisés, mais ses propriétés chimiques ont toujours rendu difficile sa transformation en plastique solide. Lei Hou, Peiyi Wu et leurs collègues ont donc cherché à savoir s’ils pouvaient affiner la composition chimique de l’HPC afin de créer des plastiques aux couleurs vives et structurelles, aussi performants que les plastiques à base de pétrole existants et respectueux de l’environnement.
Les chercheurs ont ajouté de l’acide citrique, de la poudre d’encre de calmar et de l’eau au polymère HPC, ce qui a formé des liaisons hydrogènes supplémentaires au sein du polymère, créant ainsi un matériau solide qui sèche à l’air libre à température ambiante. La teinte finale du matériau séché dépendait de la quantité d’acide citrique, ce qui a permis aux chercheurs de créer des versions bleues, vertes, orange et rouges. L’intensité finale de la couleur dépendait de la quantité de poudre d’encre de calmar présente. Ensuite, cette formulation liquide a été imprimée en 3D sous différentes formes, moulée en petites structures, transformée en un film mince et délicatement pliée en moulins à vent et en grues en origami.
Comme les plastiques se dissolvent dans l’eau, le plastique à base de HPC d’origine pouvait être reformé en de nouvelles formes après avoir été séché à nouveau. Le plastique recyclé présentait des propriétés mécaniques comparables ou supérieures à celles de la plupart des plastiques commerciaux nouvellement fabriqués. Selon les chercheurs, ces travaux constituent une stratégie efficace pour développer la prochaine génération de plastiques durables et sans colorants.
Source : ACS
