Des chercheurs utilisent la lumière pour convertir de la lignine abondante en plastique recyclable en continu

La lignine est sans doute le composant le plus abondant de la biomasse dont la plupart des gens n'ont jamais entendu parler. Cela pourrait être sur le point de changer.

Nombreux sont ceux qui connaissent sa cousine biochimique, la cellulose, un sous-produit de la fabrication du papier et du bois. Mais les mêmes procédés produisent 50 millions de tonnes de lignine par an, selon les experts du secteur. Une fois distillé, 98 % de ce liquide encré est brûlé pour produire de l'électricité.

Les scientifiques s'efforcent de trouver des approches plus efficaces et plus durables pour transformer ce polymère naturel afin de l'utiliser comme élément de base plus propre et plus écologique pour développer la prochaine génération de matériaux.

Des chimistes du Boston College ont mis au point une approche qui utilise la lumière pour transformer la lignine en plastiques durables, a rapporté récemment l'équipe dans la revue ACS Central Science.

"Nous avons mis au point un catalyseur capable de rompre sélectivement des liaisons chimiques spécifiques dans la lignine lorsqu'elle est exposée à la lumière, de sorte que la lignine est convertie en molécules solubles de taille intermédiaire appelées oligomères", a déclaré Jia Niu, professeur adjoint de chimie au Boston College et co-auteur de l'étude.

L'équipe a ensuite converti les oligomères en plastiques durables en les faisant réagir avec une colle moléculaire appelée réticulateurs, selon le rapport. En raison des structures chimiques uniques des oligomères créés par le catalyseur, les plastiques fabriqués de cette manière peuvent être chimiquement décomposés en oligomères, puis reformés à partir des oligomères et du réticulant.

Selon Dunwei Wang, co-auteur du rapport et titulaire de la chaire de chimie Margaret A. et Thomas A. Vanderslice du Boston College, les résultats de cette étude constituent une stratégie potentielle pour le système de fabrication et de réutilisation des polymères sans déchets, connu sous le nom d'économie circulaire des plastiques.

"Le passage du pétrole à la biomasse comme matière première pour la production d'énergie et de matériaux peut aider à relever certains des défis les plus importants auxquels notre société est confrontée, tels que le changement climatique et la pollution plastique", a déclaré M. Wang. "De nouvelles méthodes permettant de fabriquer des matériaux avancés à partir de la lignine amélioreront considérablement l'efficacité de l'utilisation de la biomasse."

Wang et Niu, qui partagent un intérêt pour la fabrication de matériaux durables, sont arrivés au projet sur la base de l'expertise de Wang qui utilise la photocatalyse pour conduire des transformations chimiques et du travail de Niu qui fabrique des polymères recyclables.

"La bonne surprise a été le niveau de contrôle que nous avons pu exercer sur la décomposition de la lignine, un biopolymère réputé pour sa difficulté à se décomposer", a déclaré Wang. "Un tel niveau de contrôle ouvre la voie à des applications en aval".

L'équipe de recherche a pour objectif de poursuivre le développement de cette nouvelle méthode qui convertit la lignine en plastiques durables pouvant être facilement recyclés par des moyens chimiques.