Développer des biopolymères pour remplacer les plastiques
Publié par Redbran le 04/04/2017 à 00:00
Comprendre la cristallinité de bioplastiques développés par des bactéries.

Il y a urgence pour notre planète à développer des biopolymères en remplacement des plastiques issus du pétrole. Pour s'inscrire dans une démarche de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou...) durable, il convient cependant de maîtriser toutes les étapes de production. On sait faire produire ces biopolymères par des bactéries, cultivées dans des fermenteurs, où elles s'accumulent naturellement. Après extraction et purification, on peut par exemple obtenir sous forme de poudre (La poudre est un état fractionné de la matière. Il s'agit d'un solide présent sous forme de petits morceaux, en général de taille inférieure au dixième de...) un biopolymère, le polyhydroxybutyrate, qui va servir de base à la préparation des bioplastiques. Cependant, les grains de cette poudre peuvent présenter une forte phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) cristalline qui rend le matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de...) rigide et cassant. Afin de pouvoir l'utiliser comme film plastique, les biopolymères sont généralement modifiés ou mélangés à des additifs pour pouvoir être plus facilement utilisés par les industriels. Ce sont ces dernières étapes qu'il convenait de mieux maîtriser dans une perspective de production durable.

Grâce à une nouvelle technique de nanospectroscopie infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière...) développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de courbure. On peut aussi la décrire comme...) au Laboratoire de chimie physique (La chimie physique est l’étude des bases physiques des systèmes chimiques et des procédés. En particulier, la description énergétique des diverses transformations fait partie de la chimie physique. On y trouve des disciplines...) (CNRS/Université Paris-Sud), les chercheurs ont pu analyser la structure du biopolymère synthétisé par la bactérie (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire...), directement à l'intérieur de celle-ci. Ils ont découvert que dans la bactérie, les polymères étaient principalement amorphes – donc ni rigides ni cassants -, et que c'est au moment de l'extraction et de la purification que le biopolymère devenait beaucoup plus cristallin, donc rigide et inutilisable comme film plastique...

Le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) et le maintien de la phase amorphe des biopolymères synthétisée par la bactérie pourraient permettre à terme de produire des bioplastiques avec des propriétés mécaniques spécifiques, sans additifs, et directement utilisables par les industriels. Une piste qui reste à explorer !

Ces travaux ont été publiés Analytical and Bioanalytical Chemistry.

Référence publication:
R. Rebois, D. Onidas C. Marcott, I. Noda & A. Dazzi
Chloroform induces outstanding crystallization of PHB vesicles within bacteria (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi...)
Analytical and Bioanalytical Chemistry 7 février 2017
DOI: 10.1007/s00216-017-0181-5

Contact chercheur:
Alexandre Dazzi, Laboratoire de chimie physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la connaissance de...) – Orsay

Contacts institut:
Christophe Cartier dit Moulin (Un moulin est une machine à moudre les grains de céréale en farine et, par analogie, une machine à broyer, piler, pulvériser diverses substances et à extraire certains produits (huile, pommes, poudre, épices,...), Stéphanie Younes
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