Qui aurait cru que la clé de la production d’un plastique biodégradable pourrait être cachée dans des insectes ? Dans une démarche innovante, des chercheurs ont mis en lumière une approche éco-responsable qui utilise les insectes pour produire des matériaux durables. Dans cette étude, nous explorerons les efforts de ces chercheurs et leur quête pour un avenir plus vert.
« Pendant 20 ans, mon groupe a travaillé sur la transformation de produits naturels en polymères dégradables et digestibles, » souligne « Karen Wooley, Ph.D. », l’investigatrice principale du projet. Toutefois, la limitation majeure était que ces ressources naturelles étaient souvent en concurrence avec la nourriture et l’énergie.
Recherchant des alternatives sans ces contraintes, Karen s’est associée à « Jeffery Tomberlin, Ph.D. », qui a introduit l’idée d’utiliser des résidus issus de l’élevage des mouches soldats noires.
Les mouches soldats noires : Un trésor inexploité
Les larves de ces mouches sont riches en protéines et autres nutriments, ce qui les rend idéales pour l’alimentation animale et la gestion des déchets. Néanmoins, une fois leur cycle de reproduction terminé, les mouches adultes sont jetées. Ces carcasses d’insectes sont devenues la matière première pour l’équipe de Wooley. « Nous transformons ce qui était autrefois considéré comme des déchets en quelque chose d’utile, » déclare Cassidy Tibbetts, une étudiante doctorante impliquée dans le projet.
La découverte clé était que les mouches contiennent de la chitine, un polymère naturel présent dans les exosquelettes des insectes. Tibbetts a réussi à extraire une version plus pure de la chitine, suggérant qu’elle pourrait même être une alternative pour ceux qui ont des allergies aux fruits de mer.
De la chitine au bioplastique
Après l’extraction, la chitine est transformée en un autre polymère appelé chitosane. Hongming Guo, un autre doctorant, a joué un rôle crucial dans ce processus. Le chitosane ainsi produit peut être utilisé pour fabriquer des bioplastiques comme les hydrogels superabsorbants.
Le chercheur a produit un hydrogel capable d’absorber 47 fois son poids en eau en une minute seulement. Ce produit pourrait être utilisé dans les sols cultivés pour capter les eaux de crue et libérer lentement l’humidité lors des sécheresses suivantes, explique Mme Wooley.
« Ici, au Texas, nous sommes constamment en situation d’inondation ou de sécheresse« , explique-t-elle. « J’ai donc essayé de réfléchir à la manière de fabriquer un hydrogel superabsorbant qui pourrait répondre à ce besoin« . Et comme l’hydrogel est biodégradable, il devrait progressivement libérer ses composants moléculaires sous forme de nutriments pour les cultures.
Cet été, l’équipe lance un projet visant à décomposer la chitine en glucosamines monomères. Ces petites molécules de sucre seront ensuite utilisées pour fabriquer des bioplastiques, tels que les polycarbonates ou les polyuréthanes, qui sont traditionnellement fabriqués à partir de produits pétrochimiques. La mouche soldat noire contient également de nombreux autres composés utiles que le groupe prévoit d’utiliser comme matériaux de départ, notamment des protéines, de l’ADN, des acides gras, des lipides et des vitamines.
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Les produits fabriqués à partir de ces éléments chimiques sont destinés à se dégrader ou à être digérés lorsqu’ils sont jetés, de sorte qu’ils ne contribuent pas au problème actuel de la pollution par les plastiques.
La vision de Wooley pour ce processus l’alignerait sur le concept d’économie durable et circulaire : « En fin de compte, nous aimerions que les insectes mangent les déchets plastiques comme source de nourriture, puis nous les récolterions à nouveau et collecterions leurs composants pour fabriquer de nouveaux plastiques« , explique-t-elle. « Les insectes ne seraient donc pas seulement la source, mais ils consommeraient également les plastiques mis au rebut.«
En synthèse
Le chemin emprunté par l’équipe de Wooley marque une étape significative vers un avenir où les plastiques peuvent être produits sans compromettre nos ressources naturelles ou l’environnement. Ces recherches démontrent le potentiel inexploité des insectes, non seulement comme une source de bioplastiques durables, mais aussi comme une solution au problème croissant de la pollution plastique.
Pour une meilleure compréhension
D’où provient la chitine dans cette étude ?
Elle est extraite des carcasses des mouches soldats noires adultes.
Pourquoi l’hydrogel est-il considéré comme utile pour l’agriculture ?
Il peut absorber de grandes quantités d’eau et la libérer lentement, aidant ainsi à la gestion de l’eau en cas de sécheresse.
Quel est l’avantage de ces bioplastiques ?
Ils sont biodégradables et n’ajoutent donc pas à la pollution plastique existante.
Présentée lors de la réunion d’automne de l’American Chemical Society (ACS), cette initiative, alliant science et durabilité, se déroule à la fois virtuellement et physiquement du 13 au 17 août, attirant une panoplie de présentations scientifiques.
Photo de oktavianus mulyadi sur Unsplash
