Les déchets de l'industrie du papier et de la pâte à papier pourraient bientôt être transformés en n'importe quoi, des raquettes de tennis aux voitures.

« Nous avons surmonté l'un des problèmes les plus difficiles de l'industrie en découvrant comment fabriquer de la fibre de carbone de bonne qualité à partir de déchets, " a déclaré le Dr Joshua Yuan, Texas A&M AgriLife Chercheur scientifique et professeur agrégé de pathologie végétale et de microbiologie à College Station.

La recherche a été publiée récemment dans Chimie verte , la revue à comité de lecture de la Royal Society of Chemistry.

« Les gens pensent depuis de nombreuses années à utiliser la lignine pour fabriquer de la fibre de carbone, mais atteindre une bonne qualité a été un problème, " dit Yuan.

Environ 50 millions de tonnes de lignine - ou partie structurelle d'une usine - s'accumulent chaque année sous forme de déchets de l'industrie américaine du papier et de la pâte à papier, il a dit. De la lignine supplémentaire pourrait provenir de bioraffineries qui utilisent des plantes pour produire de l'éthanol, 100 à 200 millions de tonnes de déchets de lignine supplémentaires chaque année. Pourtant, seulement 2 % environ des déchets de lignine sont actuellement recyclés en de nouveaux produits, dit Yuan.

« La lignine est considérée comme l'un des biopolymères les plus abondants au monde, " dit-il. " Tous ces déchets s'accumulent, et ce sera génial de l'utiliser pour quelque chose."

L'équipe de recherche de Yuan a remporté plusieurs succès dans la fabrication de carburant et de bioproduits à partir de la lignine. Mais même le processus de fabrication des biocarburants laisse un grand stock de déchets. Cela les a amenés à envisager la possibilité de fabriquer un matériau en fibre de carbone.

La fibre de carbone n'est pas un nouveau concept. Il a été joué depuis 1860 - principalement pour les ampoules à l'origine - et est connu pour sa haute résistance, faible poids et tolérance à la chaleur.

Mais il a été coûteux de produire par des moyens traditionnels.

"Si vous ne pouvez pas produire du carbone de qualité, ce n'est vraiment pas utile, " dit Yuan.

L'équipe a donc examiné la lignine de plus près.

"Ce que nous avons découvert, c'est que la lignine est un mélange de plusieurs molécules de plusieurs tailles et de propriétés chimiques différentes. Grâce au fractionnement, nous avons séparé la lignine en différentes parties, et puis nous avons constaté que certaines parties de la lignine sont très bonnes pour la fabrication de fibre de carbone de haute qualité, " il expliqua.

Le chercheur a noté que la lignine est une molécule complexe, mais quand la haute densité, la partie de poids moléculaire élevé est séparée du reste, il a une structure uniforme qui permet la formation de fibre de carbone de haute qualité.

"Nous continuons d'améliorer et d'affiner la qualité, mais finalement cette fibre de carbone pourrait être utilisée pour les moulins à vent, du matériel de sport et même des vélos et des voitures, " dit-il. " La fibre de carbone est beaucoup plus légère mais a la même résistance mécanique que les autres matériaux utilisés pour ces produits maintenant. Ce matériau peut être utilisé pour de nombreuses applications différentes.

"La beauté de cette technologie est qu'elle nous permet d'utiliser complètement la lignine. Fondamentalement, ce que nous faisons est de fractionner la lignine afin que la fraction de poids moléculaire élevé puisse être utilisée pour la fibre de carbone et la fraction de faible poids moléculaire puisse être utilisée pour les bioplastiques et les produits comme le modificateur de liant d'asphalte utilisé sur les routes."

Yuan envisage une bioraffinerie intégrée à plusieurs flux dans laquelle la lignine est séparée en un seul endroit de sorte qu'une variété de matériaux - les fibres de carbone à haute densité et les bioplastiques à faible densité, ainsi que des biocarburants à partir de matières premières végétales comme les herbes, pourraient être fabriqués dans une seule installation.

"Quand on est capable d'utiliser la même biomasse pour produire des choses différentes, qui permet le meilleur retour économique en étant durable, " at-il dit. " Finalement, cela conduirait à l'augmentation des emplois et à l'amélioration de la croissance économique rurale.

"Et toute la chaîne d'approvisionnement est aux États-Unis, ce qui signifie que les emplois seraient ici. La biomasse est cultivée, récoltés et transportés ici. Il serait difficile d'expédier autant de déchets dans un autre pays pour la production. Tout reste ici, ", a déclaré Yuan. "Cela rassemblerait la production agricole et l'industrie dans une bioéconomie produisant des produits renouvelables."