Une réussite "électrisante" pour la fabrication de polymères plus durables
Un nouveau matériau bon marché peut être fabriqué avec un minimum d'énergie et sans produits chimiques dangereux
Des chercheurs en chimie de l'université Flinders ont "trouvé l'or" en découvrant un nouveau moyen de fabriquer des polymères "verts" à partir d'éléments de base peu coûteux et avec une faible quantité d'électricité.
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Des chimistes de l'université Flinders ont découvert un nouveau moyen de fabriquer des polymères "verts" à partir de blocs de construction peu coûteux et avec une faible quantité d'électricité.
Flinders University
La réaction est rapide et se produit à température ambiante. Aucun initiateur chimique dangereux n'est nécessaire, il suffit d'utiliser de l'électricité, ce qui offre de nombreuses possibilités d'utilisation, notamment dans l'extraction de l'or et le recyclage des déchets électroniques. C'est ce que révèle une équipe interdisciplinaire dans un article qui vient d'être publié dans le prestigieux Journal of the American Chemical Society (Journal de la Société américaine de chimie).
Alors que des centaines de millions de tonnes de plastique sont produites chaque année, dont la moitié est utilisée à des fins uniques, le groupe de recherche de l'université Flinders travaille sur des options plus durables. L'énergie utilisée pour la production contribue à la pollution et au réchauffement de la planète.
"L'utilisation de l'électricité pour produire de nouveaux matériaux est un domaine de recherche émergent qui ouvre de nombreuses portes à de nouveaux produits chimiques et polymères pouvant être produits de manière plus durable", explique le Dr Thomas Nicholls, coauteur de l'étude et expert dans l'utilisation de l'électrochimie pour fabriquer des molécules précieuses.
Le processus commence par l'ajout d'un électron à l'élément de base ou monomère. Après avoir été "électrocuté", le monomère réagit avec un autre bloc de construction dans une réaction en chaîne qui conduit à la formation d'un polymère.
Jasmine Pople, premier auteur et candidate au doctorat, déclare : "Notre méthode de production électrochimique de polymères fournit de nouveaux matériaux hautement fonctionnels et respectueux de l'environnement".
"L'utilisation de l'électricité pour fabriquer des molécules de valeur se développe rapidement en raison de sa polyvalence. En outre, elle peut générer moins de déchets que les synthèses chimiques traditionnelles et être alimentée par des énergies renouvelables."
Le polymère clé fabriqué par l'équipe comporte des liaisons soufre-soufre dans son squelette. Ces groupes soufrés peuvent avoir des fonctions utiles, comme lier des métaux précieux tels que l'or. L'équipe a démontré que le polymère clé pouvait éliminer 97 % de l'or des solutions pertinentes pour l'exploitation minière et le recyclage des déchets électroniques.
Les liaisons soufre-soufre peuvent également être rompues et reformées. Cette propriété intéressante a permis à l'équipe de découvrir les conditions permettant de reconvertir le polymère en son élément constitutif d'origine. Il s'agit d'une avancée importante dans le domaine du recyclage.
En règle générale, lorsque les plastiques courants sont recyclés, ils sont simplement chauffés et remodelés en un nouveau produit. Ce processus peut entraîner une dégradation et un recyclage à la baisse (conversion en un matériau de moindre valeur), ce qui conduit finalement à une mise en décharge.
En revanche, les polymères fabriqués dans le cadre des dernières recherches menées par les scientifiques de l'université Flinders peuvent être reconvertis chimiquement en leurs éléments constitutifs avec un rendement élevé, ce qui signifie que ces éléments constitutifs peuvent être réutilisés pour fabriquer de nouveaux polymères.
L'équipe a également effectué des calculs de mécanique quantique pour comprendre les détails du fonctionnement de la réaction. Les résultats ont été surprenants et fortuits.
"La polymérisation est dotée d'un mécanisme intelligent d'autocorrection : chaque fois qu'une mauvaise réaction se produit, elle s'inverse jusqu'à ce que la bonne réaction se produise, garantissant ainsi un polymère uniforme", explique le Dr Le Nhan Pham, associé de recherche en chimie physique et informatique.
Les applications futures de cette classe de matériaux comprennent la dépollution de l'environnement, l'extraction de l'or et l'utilisation du polymère comme agent antimicrobien.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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