Vers de nouveaux plastiques biodégradables et modulables

Publié par Adrien le 15/09/2021 à 09:00
Source: CNRS INC
Les polyhydroxyalcanoates sont des polymères naturels et biodégradables qui représentent une alternative durable aux plastiques d'origine fossile. Ils occupent une place importante dans le marché des éco-matériaux (emballages, cosmétiques...) car leur nature chimique modulable offre une large gamme de propriétés. Eventail que des scientifiques de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) des sciences chimiques de Rennes (CNRS / Université de Rennes (L’université de Rennes, est une ancienne université qui trouve son origine dans...) 1 / ENSC Rennes / INSA Rennes) ont décidé d'étendre en leur greffant, par voie chimique, de nouveaux substituants, conférant ainsi aux plastiques des propriétés thermiques, mécaniques ou encore de biodégradabilité innovantes. Ces résultats sont à retrouver dans la revue Polymer Chemistry.*


© Rama Shakaroun

Les polyhydroxyalcanoates (PHAs), polymères que l'on trouve à l'état naturel sont produits par fermentation (La fermentation est une réaction biochimique de conversion de l'énergie chimique contenue...) de sucres (sucrose, glucose (Le glucose est un aldohexose, principal représentant des oses (sucres). Par convention, il est...),...), d'amidons ou de lipides (glycérine, triglycérides) par des bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées...). Ils offrent une large gamme de propriétés thermiques, mécaniques et de (bio)dégradabilité qui dépendent essentiellement de la nature chimique des groupements latéraux de part et d'autre des chaînes qui les composent. Les PHAs représentent une alternative durable aux plastiques d'origine fossile (Un fossile (dérivé du substantif du verbe latin fodere : fossile, littéralement...) avec, notamment, la commercialisation du plus commun des PHAs, le poly(3-hydroxybutyrate) (PHB), utilisé dans l'emballage alimentaire, dans des formulations cosmétiques ou encore dans le milieu (bio)médical. La synthèse non pas naturelle mais chimique des PHAs devrait permettre d'élargir encore davantage l'éventail de leurs propriétés physico-chimiques, notamment en greffant de manière contrôlée des nouveaux groupements latéraux fonctionnels différents de ceux rencontrés dans les PHAs naturels.

Les chercheurs de l'Institut des sciences chimiques de Rennes (CNRS / Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Rennes 1 / ENSC Rennes / INSA Rennes) développent depuis plusieurs années de tels PHAs synthétiques. Avec l'aide d'un catalyseur (En chimie, un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d'une réaction chimique ;...) spécifique** pour contrôler la polymérisation, ils ont récemment produit des familles inédites de PHAs appelés "syndiotactiques"***. Certains des nouveaux substituants latéraux, de type CH2ZPh (Z = O, S, CH2OCH2), que les équipes sont parvenues à greffer sur les chaînes transforment par exemple les PHAs initialement hydrophobes en polymères solubles dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...), donc facilement éliminables. D'autres, biocompatibles et susceptibles de fixer des molécules d'intérêt biologique, devraient faciliter leur transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus...) dans des milieux vivants. Ces travaux ont fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) d'une publication sélectionnée comme "HOT Article" dans l'issue spéciale sur la thématique "Polymères durables et chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à...) des polymères" parue dans Polymer Chemistry.

Notes:
(*) A l'occasion d'un numéro spécial de la revue intitulé "Sustainable polymers" dédié à la valorisation des bioressources.
(**) Catalyseur amidure d'yttrium (L’yttrium est un élément chimique, de symbole Y et de numéro atomique 39....) diamino- ou amino-alcoxy-bis(phénolate).
(***) Les substituants sont répartis de manière stéréorégulière, alternativement d'un côté et de l'autre de la chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :).

Référence:
Rama M. Shakaroun, Hui Li, Philippe Jéhan, Marielle Blot, Ali Alaaeddine, Jean-François Carpentier & Sophie M. Guillaume (Guillaume est un prénom masculin d'origine germanique. Le nom vient de Wille, volonté et Helm,...).
Stereoselective ring-opening polymerization of functional β-lactones: influence of the exocyclic side-group
Polym. Chem. 2021
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/py/d1py00669j
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