Les emballages tels que les sachets de jus sont fabriqués avec des couches de métal liées telles que l'aluminium, et différents types de plastique, ce qui les rend presque impossibles à recycler. Étant donné que seulement 1 à 3 % de ces emballages sont collectés pour être recyclés, Les contenants de nourriture et de boisson font partie des 5 articles les plus trouvés sur les plages et les côtes. Pour résoudre ce problème, les chercheurs de l'Université de Pittsburgh proposent de manipuler des molécules de polyéthylène pour concevoir des couches qui peuvent chacune remplir une fonction spécifique, créer un produit PE entièrement recyclable. Crédit :henkel-diagrams.com
Chaque année, plus de huit millions de tonnes de plastiques polluent l'océan, formant un mammouth, ce que l'on appelle des "garbages patchs" via de forts courants. Même avec de nouvelles méthodes de collecte, seulement 0,5 pour cent de ce volume est actuellement retiré des mers. Une solution à cette crise croissante consiste à empêcher le plastique de devenir un déchet pour commencer - et les chercheurs de la Swanson School of Engineering de l'Université de Pittsburgh sont l'une des cinq équipes internationales récompensées pour leurs nouvelles solutions à ce problème.
Aujourd'hui, lors de la réunion annuelle du Forum économique mondial à Davos, la Fondation Ellen MacArthur et NineSigma ont annoncé les gagnants du Circular Materials Challenge. Les gagnants recevront chacun un 200 $, 000 part du prix de 1 million de dollars. Avec les gagnants du précédent Circular Design Challenge d'un million de dollars en octobre dernier, ces innovations rejoindront un programme d'accélération de 12 mois en collaboration avec Think Beyond Plastic, travailler avec des experts pour rendre leurs innovations commercialisables à grande échelle.
L'équipe Pitt représente le département de génie chimique et pétrolier de la Swanson School, et comprend Eric Beckman, Professeur émérite et codirecteur du Centre Mascaro pour l'innovation durable de l'Université, Professeure adjointe Susan Fullerton, et professeur agrégé Sachin Velankar. Le groupe a été l'un des deux lauréats de la catégorie 1 :« Rendre les emballages non recyclables recyclables, " et propose d'utiliser la nano-ingénierie pour créer un matériau recyclable qui peut remplacer des emballages multicouches complexes - imitant la façon dont la nature utilise quelques éléments moléculaires pour créer une grande variété de matériaux.
« Au cours des dernières années, j'avais noté avec intérêt que des industries telles que l'automobile, électroménager, et même les canettes en aluminium transformaient leurs modèles économiques de produits traditionnels en services, lorsque les marchandises sont conçues pour être récupérées et réutilisées, " a déclaré le Dr Beckman. " En revanche, le paradigme de l'industrie chimique a, depuis 150 ans, été courte durée de vie et à usage unique. En réalité, une étude a révélé que les États-Unis ne recyclent que neuf pour cent de leurs déchets plastiques, loin derrière l'Europe (30 %) et la Chine (25 %). 1
« Comme les plastiques simples sont composés de molécules qui peuvent être manipulées pour remplir diverses fonctions, Je me demandais si on pouvait transformer une molécule de produit en service, les applications les plus intéressantes étant les textiles et les emballages."
Selon le Dr Beckman, les couches d'emballage actuelles pour les produits alimentaires et les récipients pour boissons sont constituées de plusieurs matériaux différents qui sont responsables du maintien de la fraîcheur, bloquer la lumière UV, contenant des encres pour l'étiquetage, etc. Parce que le processus de fabrication initial, les couches ne peuvent pas être facilement séparées et ne peuvent donc pas être recyclées.
La solution de l'équipe Pitt est de modifier la nanostructure du polyéthylène - simple plastique - pour imiter les propriétés d'autres matériaux complexes (tels que le PET, EVOH, voire aluminium) dans les emballages stratifiés actuels. Puisque la chimie de base de chaque couche resterait le polyéthylène, les emballages peuvent ensuite être collectés avec d'autres plastiques et recyclés selon des méthodes traditionnelles, le retirer du flux de déchets.
L'importance de la réduction et de la réutilisation du plastique est claire :selon le rapport 2016 New Plastic Economy de la fondation, d'ici 2050, les océans devraient contenir plus de plastiques que de poissons (en poids), et l'ensemble de l'industrie des plastiques consommera 20 pour cent de la production totale de pétrole, et 15 % du budget carbone annuel.
Wendy Schmidt, Lead Philanthropic Partner de l'initiative New Plastics Economy de la fondation, c'est noté, « Les innovations techniques développées par nos lauréats sont exactement ce dont nous avons besoin pour commencer à lutter contre le gaspillage de la culture matérielle du siècle dernier qui crée des quantités croissantes de microplastiques et de débris de plastique sur nos rivages, dans nos océans, décharges et même nos propres corps."
« Créer des emballages recyclables est l'un des défis les plus difficiles si nous voulons créer une véritable économie circulaire aux États-Unis, puisque des dizaines de millions de tonnes de déchets d'emballages vont directement à la décharge chaque année, " a déclaré le Dr Beckman. " Nous espérons que notre conception non seulement peut établir une nouvelle norme pour les plastiques hautes performances et recyclables, mais stimulera les gens à réfléchir à d'autres façons dont nous pouvons transformer des produits moléculaires en services en reflétant la nature et en tirant parti des éléments constitutifs de la nanostructure. »
