Les chercheurs développent une nouvelle méthode de recyclage pour améliorer la valeur des matériaux grâce à de nouvelles propriétés.
La pollution plastique est l'un des problèmes les plus urgents au monde. Selon le OCDE, Selon le rapport de la Commission européenne sur les déchets plastiques, seuls 9 % des déchets plastiques mondiaux ont été recyclés avec succès en 2022. Le reste est soit incinéré, soit mis en décharge, soit pollue les océans. D'ici à 2040, la quantité de plastique jeté de manière inappropriée pourrait augmenter considérablement. Le développement des efforts de recyclage se heurte à plusieurs difficultés, notamment la viabilité économique et la qualité souvent inférieure des matériaux recyclés.
Des chercheurs de l'Oak Ridge National Laboratory (ORNL) du ministère américain de l'énergie ont maintenant développé une méthode permettant de rendre les matériaux recyclés encore plus précieux en modifiant leurs propriétés. La clé réside dans la modification des polymères présents dans les plastiques usagés, des composés chimiques constitués d'unités moléculaires plus petites. Ce processus utilise une technique existante appelée édition moléculaire, qui a été récompensée par deux prix Nobel de chimie, dont un en 2020 pour l'invention de la technologie CRISPR, également connue sous le nom de “ciseaux à gènes”.”
CRISPR, également connu sous le nom de “ciseaux à gènes”, est une méthode d'édition des brins d'ADN. La méthode mise au point à l'ORNL est similaire à CRISPR, mais pour les éléments constitutifs du plastique / Photo : KEITH CHAMBERS/SCIENCE PHOTO LIBRARY
“Leur processus est comme CRISPR pour les polymères”, explique Jeffrey Foster, chercheur principal à l'ORNL. Par rapport au recyclage traditionnel, où le plastique est généralement fondu dans l'espoir d'obtenir un “bon résultat”, cette méthode est beaucoup plus ciblée et permet de récupérer la quasi-totalité du matériau. En outre, elle permet d'économiser de l'énergie et de réduire les émissions.
Le ruthénium : Une aide précieuse pour le recyclage des plastiques
Les matériaux sont d'abord dissous dans des solvants. Un catalyseur au ruthénium est utilisé pour faciliter la formation ultérieure de polymères. Ces catalyseurs sont déjà utilisés dans l'industrie pour produire des plastiques robustes et convertir la biomasse en carburants, ce qui indique un potentiel important pour le recyclage chimique, selon les chercheurs. En modifiant la composition des éléments constitutifs des polymères, il est possible de déterminer la solidité, la souplesse ou la résistance à la chaleur des plastiques recyclés. Les matériaux de fabrication qui étaient auparavant utilisés pour un seul produit pourraient en fin de compte trouver de nouvelles utilisations dans des catégories de produits entièrement différentes.
Pour mettre au point sa méthode, l'équipe de l'ORNL s'est concentrée sur des polymères largement utilisés qui contribuent de manière significative aux déchets plastiques mondiaux. Elle a ainsi travaillé sur le polybutadiène souple, que l'on trouve couramment dans les pneus en caoutchouc, et sur l'acrylonitrile-butadiène-styrène, qui est utilisé dans divers produits tels que les jouets en plastique, les claviers d'ordinateur, les tuyaux de ventilation et les appareils de cuisine. Selon M. Foster, le recyclage de ces flux de déchets était pratiquement inexistant jusqu'à présent. L'objectif est d'étendre le concept à une large gamme de polymères importants pour l'industrie, afin d'en accroître la viabilité économique. Une économie circulaire, dans laquelle les déchets sont réutilisés au lieu d'être éliminés, pourrait ainsi devenir beaucoup plus réaliste.
Lire la suite - Comment les métaux contribuent au recyclage du plastique: Nous avons déjà fait état d'approches de recherche passionnantes dans le cadre desquelles les métaux pourraient contribuer à endiguer l'inondation mondiale de plastique. Par exemple, les éléments des terres rares pourraient contribuer à décomposer le plastique particulièrement résistant, Nylon-6. Une autre méthode consiste à étudier la manière dont les l'énergie solaire peut être utilisé non seulement pour recycler le plastique, mais aussi pour convertir le gaz à effet de serre CO2 en matériau de valeur.
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