Des chercheurs ont mis au point un moyen d'utiliser des lasers pour réduire en miettes les molécules de plastique et d'autres matériaux en vue d'une réutilisation ultérieure, ont-ils annoncé aujourd'hui.
La méthode consiste à placer ces matériaux sur des matériaux bidimensionnels appelés dichalcogénures de métaux de transition, puis à les irradier avec de la lumière.
Cette découverte pourrait améliorer la manière dont nous traitons actuellement les plastiques difficiles à décomposer. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Communications.
« En exploitant ces réactions uniques, nous pouvons explorer de nouvelles voies pour convertir les polluants environnementaux en produits chimiques réutilisables de valeur, favorisant ainsi le développement d'une économie plus durable et circulaire », a déclaré Yuebing Zheng, professeur au département de génie mécanique de Walker à la Cockrell School of Engineering de l'Université du Texas à Austin et l'un des chefs de projet. « Cette découverte a des implications importantes pour relever les défis environnementaux et faire progresser le domaine de la chimie verte. »
La pollution plastique est devenue une crise environnementale mondiale. Des millions de tonnes de déchets plastiques s’accumulent chaque année dans les décharges et les océans. Les méthodes traditionnelles de dégradation des plastiques sont souvent énergivores, nocives pour l’environnement et inefficaces. Les chercheurs envisagent d’utiliser cette nouvelle découverte pour développer des technologies efficaces de recyclage du plastique afin de réduire la pollution.
Les chercheurs ont utilisé une lumière de faible puissance pour briser les liaisons chimiques du plastique et en créer de nouvelles, transformant ainsi le matériau en points de carbone émettant de la lumière. Ces points de carbone sont très demandés en raison de la polyvalence des nanomatériaux à base de carbone et pourraient potentiellement être utilisés comme dispositifs de mémoire dans les appareils informatiques de nouvelle génération.
« C'est passionnant de transformer des plastiques qui ne se dégradent jamais en matériaux utiles à de nombreuses industries différentes », a déclaré Jingang Li, étudiant postdoctoral à l'UC Berkeley qui a commencé cette recherche à l'UT Austin.
La réaction spécifique à laquelle il fait référence est appelée « activation CH », où les liaisons carbone-hydrogène des molécules organiques sont sélectivement rompues et transformées en de nouvelles liaisons chimiques. Dans cette étude, le matériau 2D a catalysé la réaction, transformant les molécules d'hydrogène en gaz, ce qui a permis aux molécules de carbone de se lier les unes aux autres pour former des points de carbone qui stockent des informations.
Des recherches et développements supplémentaires sont nécessaires pour optimiser ce processus d’activation du CH par la lumière et le transposer à l’échelle industrielle. Cependant, ces recherches représentent une avancée importante dans la recherche de solutions durables pour la gestion des déchets plastiques.
Le processus d’activation du CH induit par la lumière démontré dans cette étude peut être appliqué à de nombreux composés organiques à longue chaîne, notamment le polyéthylène et les tensioactifs couramment utilisés dans les systèmes de nanomatériaux.
Les autres co-auteurs viennent de l’Université du Texas à Austin, de l’Université Tohoku au Japon, de l’Université de Californie à Berkeley, du Lawrence Berkeley National Laboratory, de l’Université Baylor et de l’Université d’État de Pennsylvanie.
Ces travaux ont été soutenus par des subventions des National Institutes of Health, de la National Science Foundation, de la Japan Society for the Promotion of Science, de la Hirose Foundation et de la National Natural Science Foundation of China.
