Un groupe de recherche international, dirigé par des ingénieurs texans, a mis au point une méthode innovante pour décomposer les molécules des plastiques et autres matériaux en leurs plus petites parties grâce à un laser, ouvrant ainsi la voie à une réutilisation future.
Cette découverte implique de déposer ces matériaux sur des matériaux bidimensionnels appelés dichalcogénures de métaux de transition, puis de les éclairer. Cette technique pourrait améliorer la gestion des plastiques, souvent difficiles à décomposer avec les technologies actuelles.
Yuebing Zheng, professeur au Département d’ingénierie mécanique Walker de la Cockrell School of Engineering et l’un des responsables du projet, a indiqué : «En exploitant ces réactions uniques, nous pouvons explorer de nouvelles voies pour transformer les polluants environnementaux en produits chimiques réutilisables, contribuant ainsi au développement d’une économie plus durable et circulaire.»
La crise mondiale de la pollution plastique
La pollution plastique est devenue une crise environnementale mondiale, avec des millions de tonnes de déchets plastiques s’accumulant chaque année dans les décharges et les océans. Les méthodes conventionnelles de dégradation des plastiques sont souvent énergivores, nuisibles pour l’environnement et inefficaces.
Les chercheurs envisagent d’utiliser cette nouvelle découverte pour développer des technologies de recyclage des plastiques plus efficaces afin de réduire la pollution.
Les chercheurs ont utilisé une lumière de faible puissance pour casser les liaisons chimiques des plastiques et créer de nouvelles liaisons chimiques, transformant les matériaux en points de carbone luminescents. Les nanomatériaux à base de carbone sont très demandés en raison de leurs nombreuses capacités, et ces points pourraient potentiellement être utilisés comme dispositifs de stockage de mémoire dans les ordinateurs de nouvelle génération.
Jingang Li, étudiant postdoctoral à l’Université de Californie, Berkeley, qui a commencé la recherche à l’Université du Texas, a déclaré : «C’est excitant de pouvoir potentiellement transformer un plastique qui, seul, ne se décomposerait jamais, en quelque chose d’utile pour de nombreuses industries différentes.»
Le processus d’activation C-H
La réaction spécifique est appelée activation C-H, où les liaisons carbone-hydrogène dans une molécule organique sont sélectivement rompues et transformées en une nouvelle liaison chimique. Dans cette recherche, les matériaux bidimensionnels ont catalysé cette réaction, conduisant les molécules d’hydrogène à se transformer en gaz. Cela a permis aux molécules de carbone de se lier entre elles pour former les points de stockage d’informations.
Des recherches et des développements supplémentaires sont nécessaires pour optimiser le processus d’activation C-H par la lumière et le mettre à l’échelle pour des applications industrielles. Cependant, cette étude représente une avancée significative dans la quête de solutions durables pour la gestion des déchets plastiques.
Le processus d’activation C-H par la lumière démontré dans cette étude peut être appliqué à de nombreux composés organiques à longue chaîne, y compris le polyéthylène et les surfactants couramment utilisés dans les systèmes de nanomatériaux.
Les résultats de cette recherche ont été récemment publiés dans Nature Communications. L’équipe comprend des chercheurs de l’Université de Californie, Berkeley ; de l’Université de Tohoku au Japon ; du Lawrence Berkeley National Laboratory ; de l’Université Baylor ; et de l’Université d’État de Pennsylvanie.
Article : « Light-driven C–H activation mediated by 2Dtransition metal dichalcogenides » – DOI: 10.1038/s41467-024-49783-z
