Des chercheurs ont réussi à développer de nouveaux types de revêtements à partir de la lignine présente dans les arbres. Cette invention ouvre la voie à de nombreuses applications potentielles, notamment dans les revêtements anti-buée, où elle peut remplacer des produits chimiques hautement toxiques.
Des ingénieurs chimistes de l’Université Aalto ont mis au point une méthode pour rendre la lignine, l’un des composants les plus abondants du bois, transparente. Cette invention permet d’utiliser la lignine dans des applications optiques, telles que les films changeant de couleur et les revêtements anti-buée. La découverte repose sur une méthode récemment développée, où de fines couches de nanoparticules de lignine restent transparentes lorsqu’elles sont déposées sur du verre.
La lignine est un polymère présent dans les parois cellulaires de presque toutes les plantes. Les arbres sont constitués de 20 à 30 % de lignine, qui est un liant très résistant. La lignine est réputée difficile à utiliser et à appliquer en raison, par exemple, de son hétérogénéité structurelle et de sa couleur brune prononcée. Les applications industrielles de la lignine sont rares, à l’exception de la production de chaleur.
Une alternative écologique aux produits chimiques toxiques
Les sprays anti-buée utilisés pour éviter la condensation sur les lunettes et les vitres de voiture contiennent plusieurs ingrédients hautement toxiques, dont les PFAS (substances per- et polyfluorées). Ces substances ont divers effets sur la santé des êtres humains et de la faune. Elles sont également des produits chimiques synthétiques persistants, car elles se dégradent difficilement dans l’environnement naturel.
Avant cette recherche, on savait que les nanoparticules de lignine pourraient être une option pour les revêtements anti-buée si la diffusion de la lumière par les particules était plus homogène et leur apparence moins opaque. Alexander Henn, chercheur doctorant, explique : «Nous avons utilisé de la lignine acétylée et avons démontré une méthode améliorée pour acétyler la lignine en quelques minutes seulement à 60 °C avec un rendement élevé.»
Des applications multiples et surprenantes
La recherche a également montré une méthode permettant d’utiliser les dispersions comme revêtements photoniques en contrôlant précisément l’épaisseur du revêtement et, par conséquent, l’absorption de la lumière à différentes longueurs d’onde et, par conséquent, la couleur. Les nanoparticules pourraient donc être utilisées pour préparer des films multicouches aux couleurs structurales vives. Cette technologie pourrait être utilisée dans de nombreuses applications précieuses, telles que les revêtements anti-reflets, les matériaux de détection et peut-être même sur les véhicules.
En synthèse
Cette recherche démontre que des inventions très avancées peuvent être réalisées pour cette ressource sous-utilisée. Les produits à base de lignine pourraient avoir une valeur commerciale et agir simultanément comme puits de carbone, contribuant ainsi à réduire la dépendance aux combustibles fossiles et les émissions de dioxyde de carbone. Les applications à haute valeur ajoutée, comme celles démontrées ici, sont importantes pour valoriser la lignine et passer de l’utilisation de la lignine uniquement comme combustible à des applications plus diversifiées.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que la lignine ?
La lignine est un polymère présent dans les parois cellulaires de presque toutes les plantes. Elle est particulièrement abondante dans les arbres, où elle représente 20 à 30 % de leur composition.
Quelle est l’innovation présentée dans cette recherche ?
Les chercheurs ont réussi à rendre la lignine transparente, ce qui permet de l’utiliser dans des applications optiques, telles que les films changeant de couleur et les revêtements anti-buée.
Quels sont les avantages de la lignine par rapport aux produits chimiques toxiques ?
La lignine est une ressource renouvelable et non toxique, contrairement aux produits chimiques actuellement utilisés dans les revêtements anti-buée, qui présentent des risques pour la santé humaine et l’environnement.
Quelles sont les applications potentielles de cette découverte ?
Les nanoparticules de lignine pourraient être utilisées dans diverses applications, telles que les revêtements anti-reflets, les matériaux de détection et même sur les véhicules.
Quelle est l’importance de cette recherche pour la valorisation de la lignine ?
Les applications à haute valeur ajoutée, comme celles démontrées ici, sont importantes pour valoriser la lignine et passer de l’utilisation de la lignine uniquement comme combustible à des applications plus diversifiées.
Légende illustration principale : Les nanoparticules de lignine forment des revêtements colorés lorsqu’elles sont appliquées sous forme de films multicouches. Photo : Alexander Henn / Université d’Aalto
Ce travail faisait partie du programme phare de l’Académie de Finlande FinnCERES (centre de compétence pour la bioéconomie des matériaux). Cette recherche a été publiée en septembre 2023 dans le Chemical Engineering Journal.
