Les bioplastiques du futur grâce aux liquides ioniques

Publié par Redbran le 11/12/2015 à 12:00
Source et illustration: CNRS
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LIMPoNaN: concevoir et transformer les bioplastiques du futur grâce aux liquides ioniques.


Capture d'écran vidéo: le bioplastique extrudé à partir du mélange amidon/liquide ionique. © Le cercle rouge
Étudier l'intérêt des liquides ioniques pour l'élaboration de bioplastiques fonctionnels issus des polymères naturels, tels que l'amidon. C'est l'objet du projet scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) LIMPoNaN, qui regroupe des chercheurs du CNRS, de l'INRA, de l'université de Nantes (L’université de Nantes est une université française située à...) et de l'Oniris.

Alors que le pétrole viendra à manquer un jour, les recherches sur les matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) polymères obtenus à partir de matières premières renouvelables se multiplient. Des chercheurs du laboratoire de Génie des procédés environnement-agroalimentaire (GEPEA, CNRS/Univ. Angers/Univ. Bretagne-Sud/Mines Nantes/Oniris Nantes/Univ. Nantes) et de l'Unité INRA Biopolymères – Interactions – Assemblages se sont penchés sur l'apport possible des liquides ioniques pour la mise en œuvre de matériaux à base d'amidon à travers le projet LIMPoNaN (1).

L'amidon est un glucide complexe de réserve constitué de molécules géantes et retrouvé sous forme de grains dans la plupart des végétaux. En faisant fondre ces grains, il est possible d'obtenir une matière plastique (Une matière plastique ou en langage courant un plastique est un mélange contenant une...). Le projet s'est articulé autour de l'émergence d'une nouvelle famille de plastifiants: les liquides ioniques, ces sels fondus qualifiés de "solvants verts" pour leur caractère non volatile et la facilité de recyclage (Le recyclage est un procédé de traitement des déchets industriels et des déchets ménagers qui...) qui en résulte. Mélangés à l'amidon, ils facilitent sa transformation et modifient les performances mécaniques du matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) obtenu, qui acquiert par ailleurs des propriétés de conduction ionique.

Pour parvenir à ce résultat, les chercheurs ont synthétisé des liquides ioniques biodégradables et étudié leur influence sur les procédés de déstructuration permettant l'obtention de bioplastiques à partir de l'amidon (2). Lorsque des grains d'amidon sont dispersés et chauffés dans l'eau, l'introduction de liquide ionique (Les liquides ioniques sont des sels possédant une température de fusion inférieure...) permet une déstructuration du biopolymère à plus basse température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...). Par ailleurs, lorsque l'amidon est le composant majoritaire du mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses...), la nature du liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) ionique influe fortement sur la fusion et la viscosité (La viscosité (du latin viscum, gui) peut être définie comme la résistance...) de l'amidon plastifié obtenu. Un choix adapté du type de liquide ionique permet ainsi de préserver les macromolécules de l'amidon et de faciliter l'élaboration d'alliages et de composites avec d'autres polymères naturels (protéines, cellulose (La cellulose est un glucide constitué d'une chaîne linéaire de molécules de...), etc.) par le procédé d'extrusion (L'extrusion est un procédé de fabrication (thermo)mécanique par lequel un...).

Thématique de recherche en plein essors sur la scène scientifique internationale, l'utilisation de liquides ioniques dans le domaine des matériaux polymères en général est coordonnée en France par le GDR CNRS LIPS.


Notes:
(1) LIMPoNaN pour Liquides ioniques pour matériaux polymères naturels novateurs réalisés au "ponant", c'est-à-dire à l'ouest.
(2) Comme de nombreux polymères naturels, l'amidon se présente sous forme cristalline dans les végétaux.
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