Une équipe internationale de chercheurs a développé une méthode qui permet de séparer les différents constituants de certains matériaux, dont différents types de plastiques, afin de les réutiliser dans d’autres produits.
Ces travaux, publiés dans Nature Communication, sont le fruit d’une collaboration entre plusieurs institutions de recherche américaines et japonaises. Ils ont imaginé un procédé qui consiste à placer le matériau ciblé au-dessus d’une couche de dichalcogénures de métaux de transition (ou TMD), un groupe de semiconducteurs qui présentent de nombreuses propriétés électroniques, mécaniques, thermiques et optiques très particulières.
Une fois bien installé, le matériel est bombardé avec un laser de faible intensité. Le faisceau permet de briser les liaisons entre les atomes de carbone et d’hydrogène qui unissent les différents constituants du plastique lors d’une réaction appelée activation C-H.
Cette dernière est fortement catalysée par la présence de la couche de TMD sous-jacente ; elle contribue à sublimer l’hydrogène, c’est-à-dire à le faire passer du solide au gaz sans intermédiaire liquide.
Du plastique aux nanomatériaux
Cela permet de libérer la voie aux atomes de carbone, qui peuvent ensuite se recombiner sous forme de points de carbone luminescents. Ce terme fait référence à une famille de nanomatériaux carbonés au potentiel pratiquement illimité. Leur principal intérêt, c’est leur immense versatilité. En effet, il est possible de les modifier à loisir en les combinant avec d’autres molécules ou groupements fonctionnels. Avec la bonne recette, ils peuvent servir de base à une grande variété de matériaux sur-mesure, avec des propriétés qui peuvent être spécifiquement adaptées à différentes applications industrielles.
Par exemple, certains chercheurs estiment qu’ils pourraient être utilisés en tant qu’unités de mémoire dans une nouvelle génération de systèmes de stockage informatique. En outre, ils présentent une toxicité faible, et sont donc relativement biocompatibles. Puisqu’ils sont également fluorescents, d’où leur nom, ils présentent aussi un potentiel important dans le domaine de l’imagerie médicale. D’autres laboratoires explorent aussi leur intérêt dans l’industrie pharmaceutique, où ils pourraient aider à acheminer des agents thérapeutiques vers des sites bien spécifiques de l’organisme. Et il ne s’agit que de quelques exemples isolés qui ne suffisent pas à couvrir tous les champs d’applications potentiels de ces objets.
Une technologie pas encore mature, mais à fort potentiel
Pour le moment, le processus est encore balbutiant. Les chercheurs reconnaissent ouvertement qu’il va falloir optimiser la réaction d’activation C-H, et surtout trouver un moyen de monter en échelle pour envisager des applications industrielles.
Mais il s’agit tout de même d’une preuve de concept très prometteuse. L’idée de pouvoir faire d’une pierre deux coups en convertissant des déchets notoirement problématiques en une nouvelle source de matériaux à fort potentiel mérite indiscutablement d’être explorée.
« C’est très excitant de pouvoir potentiellement prendre des plastiques qui risquent de ne jamais se décomposer seuls, et de les transformer en quelque chose de très utile pour de nombreuses industries », se réjouit Jingang Ling, postdoctorant à l’Université de Berkeley et auteur principal de l’étude.
Il conviendra donc de garder un œil sur cette technologie pour voir si elle finira par arriver à maturité, et si elle sera suffisamment pratique et économique pour convaincre l’industrie de l’utiliser.
Le texte de l’étude est disponible ici.
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