De la "soie d'araignée" pour remplacer les plastiques à usage unique

Des chercheurs ont créé un matériau à base de plantes qui pourrait remplacer les plastiques à usage unique dans plusieurs produits de consommation.

Ces scientifiques de l’Université de Cambridge ont créé une couche de polymère en recréant les propriétés de la soie d’araignée, l’un des matériaux les plus résistants que l’on trouve dans la nature. Ce nouveau matériau est aussi solide que plusieurs plastiques utilisés de nos jours, affirment-ils.

Le matériau en question a été créé en utilisant une nouvelle approche pour assembler des protéines végétales de façon à imiter la soie à l’échelle moléculaire. Cette méthode éco-énergétique, qui s’appuie sur des ingrédients renouvelables, permet d’obtenir un polymère ressemblant à du plastique, et qui peut être produit à l’échelle industrielle. Une couleur peut être ajoutée à l’ensemble, et ce nouveau matériau peut aussi servir à fabriquer des couches imperméables.

Toujours au dire des chercheurs, ce matériau est compostable, alors que d’autres types de bioplastiques ont besoin d’être traités dans des installations de compostage industriel. De plus, les matériaux entrant dans la composition de ce polymère n’ont pas été chimiquement modifiés, et il est donc possible de laisser le polymère se dégrader sans danger dans la plupart des environnements naturels.

Le nouveau produit sera mis en marché par une entreprise liée à l’université qui met au point des matériaux pour remplacer les plastiques à usage unique et les microplastiques. La compagnie en question lancera une série de sachets et capsules à usage unique, plus tard cette année, dans le but de remplacer des produits comme les tablettes de détergent pour les lave-vaisselle, ainsi que les capsules de lessive.

Selon le principal responsable de ces travaux publiés dans Nature Communication, le professeur Tuomas Knowles, cette percée est une surprise. « Nous nous intéressons habituellement comment les interactions normales entre les protéines nous permettent de demeurer en santé et comment les interactions anormales sont liées à l’apparition de la maladie d’Alzheimer. »

« C’était une surprise de découvrir que nos travaux pouvaient aussi permettre de s’attaquer à un grand problème de durabilité environnementale: celui de la pollution plastique. »

Dans le cadre de leurs travaux sur les protéines, le Pr Knowles et son groupe se sont intéressés à la résistance des matériaux semblables à la soie d’araignée, lorsqu’ils possèdent des liens moléculaires si faibles. « Nous avons constaté que l’une des caractéristiques principales qui donne sa solidité à la soie d’araignée se trouve du côté des liens hydrogène qui sont arrangés de façon régulière et particulièrement dense », dit-il.

S’intéresser aux plantes

Le coauteur de l’étude, le Dr Marc Rodriguez Garcia, a commencé à se pencher sur la façon de répliquer cet assemblage automatique au sein d’autres protéines. Les protéines ont une tendance à organiser et assembler elles-mêmes leurs molécules, et les protéines végétales, en particulier, sont abondantes et peuvent être obtenues de façon durable, en tant que sous-produits de l’industrie alimentaire.

« On en sait très peu à propos de l’auto-assemblage des protéines végétales, et il est excitant de savoir qu’en remplissant ce trou dans le savoir collectif, nous pouvons trouver des alternatives aux plastiques à usage unique », indique pour sa part Ayaka Kamada, principal auteur de l’étude.

« D’autres chercheurs ont directement travaillé avec des matériaux en soie pour remplacer le plastique, mais ce sont encore des produits animaux », souligne le Dr Garcia. « D’une certaine façon, nous avons mis au point une « soie d’araignée végétalienne » – nous avons créé le même matériau, mais sans l’araignée.