La recherche et l'utilisation de particules de lignine en forme de boule sont encore nouvelles, mais la production est déjà possible par lots de plusieurs kilogrammes. Cela permet de les tester dans différentes applications, dit le professeur Monika Österberg. Crédit :Glen Forde/Plateforme des matériaux
Les particules de lignine en forme de boule développées par les chercheurs ouvrent des possibilités complètement nouvelles pour l'utilisation de la lignine.
Le plastique est partout. D'énormes barges de déchets plastiques flottent dans nos mers. Un sac en plastique et d'autres déchets plastiques ont même été retrouvés dans la fosse des Mariannes de près de 11 kilomètres de profondeur, le point le plus profond connu des océans du monde.
Les déchets plastiques sont l'un des plus gros polluants qui menacent nos océans, lacs et chaîne alimentaire. Plus d'un tiers des déchets est constitué de microplastiques, particules de moins de cinq millimètres. Selon de nombreuses estimations, en 2050, il y aura plus de plastique que de poisson dans les mers. Pouvons-nous influencer cette tendance de quelque manière que ce soit - les matériaux fossiles utilisés comme matières premières pour le plastique pourraient-ils être remplacés par des options biodégradables ?
« La lignine est une excellente alternative pour remplacer les matériaux fossiles. Elle est créée en tant que sous-produit de la réduction en pâte. La cellulose est un matériau commun qui est souvent discuté et étudié, mais la lignine n'a pas reçu autant d'attention", répond le professeur Monika Österberg.
La poursuite du traitement voit la valeur décuplé
Österberg, un professeur de chimie des bioproduits veut changer le monde. Le réchauffement climatique, l'épuisement des matières premières d'origine fossile, la croissance démographique et les problèmes croissants de déchets ont accru le besoin de matériaux et de produits renouvelables qui se décomposeront biologiquement.
La promotion de l'économie circulaire est très importante pour garantir des ressources suffisantes et leur utilisation plus efficace. Lignine, qui est un adhésif pour fibres de bois, a été principalement brûlé comme énergie en raison de son pouvoir calorifique élevé. Cependant, son potentiel sur le marché est beaucoup plus polyvalent. L'intérêt pour les produits transformés a augmenté rapidement. La valeur de la lignine raffinée peut être dix fois supérieure à celle de la lignine brûlée.
A quoi sert alors la lignine ? La lignine peut
On pense que les façons dont la lignine peut être utilisée sont presque illimitées. Pourquoi alors y a-t-il encore si peu de produits à base de lignine sur le marché ?
Un matériau difficile à rechercher
« Le potentiel de la lignine est recherché depuis des années. La lignine est un polymère naturel complexe, et sa structure est difficile. Pour cette raison, son utilisation et sa transformation en produits sont difficiles", États d'Österberg.
En mai 2018, le projet COLIAD de deux ans (COLIAD, Colloidal Lignin adhésifs and coatings) financés par Business Finland a pris fin. Au cours du projet, des chercheurs de l'université d'Aalto et du centre de recherche technique VTT de Finlande, avec le soutien d'entreprises, ont examiné le potentiel de la lignine en tant que bioproduit hautement raffiné pouvant être produit en grandes quantités.
Les chercheurs ont pu utiliser avec succès une méthode simple pour développer des particules de lignine colloïdale (CLP) en forme de boule à partir de la lignine. Les particules sont uniformes dans leurs caractéristiques de surface et leur taille, tandis que la lignine est complexe dans sa structure et sa composition. Ces particules, qui mesurent environ deux cents nanomètres, peut être facilement mélangé avec de l'eau ou d'autres médiums, et leur chimie de surface est facile à mouler et convient donc à diverses applications. Comme leur production est si simple, les particules de lignine sont bien adaptées à la production de masse.
Un deuxième objectif du projet était de mouler des particules de lignine, de sorte qu'ils conviennent à une utilisation de haute qualité, applications d'adhésifs et de revêtements pour bois durables et économiques. Les résultats étaient prometteurs. Il a été constaté que le phénol dans les colles pouvait en partie être remplacé par des particules de lignine, et ils se sont avérés avoir un grand potentiel dans les revêtements en tant que forme de protection UV.
Cependant, des recherches supplémentaires ainsi que des plans de commercialisation adaptés aux produits sont nécessaires avant que des produits concurrents puissent être mis sur le marché.
Plus de possibilités d'utilisation avec les particules de lignine
Le projet COLIAD a beaucoup appris sur la production et le moulage de particules de lignine. L'utilisation de la lignine sous sa forme colloïdale, c'est-à-dire en petites particules de moins d'un micromètre, est encore nouveau, et les meilleures applications sont sans doute encore à trouver.
"Les nouveaux domaines d'application facilités par ces particules en forme de boule incluent les transporteurs dans le transport de produits pharmaceutiques, traitement de l'eau et biocatalyseurs. Nous avons publié il y a quelque temps un article sur l'étude de ces derniers dans Communication Nature . Les travaux qui viennent d'être entamés favoriseront les futures recherches sur les particules de lignine et la commercialisation des produits. La production de ces particules est déjà possible par lots de plusieurs kilogrammes, ce qui permet de les tester dans différentes applications. Cela pourrait s'avérer être un avantage concurrentiel sur le marché mondial pour les entreprises finlandaises et une opportunité de créer de nouvelles activités et de nouveaux emplois."
La pollution de l'eau par les déchets plastiques a suscité de nombreuses inquiétudes. Le problème peut être limité en augmentant l'utilisation de matières premières renouvelables, comme la lignine, dans les emballages et les textiles ainsi qu'en améliorant le recyclage efficace de ces matériaux. Les particules de lignine offrent encore plus d'options pour l'utilisation de la lignine. C'est pourquoi un professeur, qui rêve de changer le monde, les a choisis comme son domaine de recherche.
