Pour la santé de la planète et de notre propre corps, les plastiques du futur ne devraient idéalement pas être faits de plastique du tout, mais devraient toujours pouvoir fonctionner comme des plastiques. Un travail particulièrement important que les plastiques effectuent chaque jour est de faire adhérer les choses à une variété de surfaces, comme la façon dont les pièces collantes fonctionnent sur les post-it, Ruban adhésif, ou même des pansements. A l'Université de Boston, Mark Grinstaff et son équipe de chercheurs, qui travaillent à trouver des alternatives écologiques aux plastiques, a entrepris de concevoir un adhésif doté d'un pouvoir collant mais pas durable, un matériau biodégradable composé de composants chimiques entièrement dérivés de la nature qui se décomposent après utilisation.

« Nous pouvons remplacer les matériaux actuels qui ne sont pas dégradables par quelque chose de meilleur pour l'environnement tout en conservant les propriétés que nous attendons du point de vue des performances, " dit Grinstaff, un professeur émérite de recherche translationnelle du BU College of Engineering, un professeur de chimie à la Faculté des arts et des sciences, et directeur du Groupe Grinstaff. "On peut avoir les deux, nous devons juste être intelligents sur la façon dont nous le faisons."

Après deux ans d'expérimentation, L'équipe de Grinstaff a récemment dévoilé un adhésif alternatif dans un article publié dans Communication Nature . L'équipe affirme que la formule de l'adhésif peut facilement être adaptée à un large éventail d'applications industrielles et médicales qui bénéficient de matériaux collants.

"Nous voulions imiter les liants plastiques dans les peintures qui les font coller au mur, " explique Anjeza Beharaj, qui a obtenu son doctorat. en chimie organique tout en travaillant dans le laboratoire de Grinstaff, qui travaille principalement avec des polymères, grandes structures moléculaires composées de matériaux chimiquement liés.

Bien que les polymères soient souvent considérés comme synonymes de plastique, ils peuvent également être constitués de matériaux d'origine naturelle, même notre ADN est considéré comme un polymère. Beharaj et Grinstaff ont travaillé avec le chercheur de premier cycle Ethan McCaslin et William A. Blessing, qui a récemment obtenu un doctorat. en chimie à la BU, développer un système adhésif à base de polymères biodégradables qui adhère efficacement à tout aussi bien que, sinon mieux que, produits à base de plastique sur le marché aujourd'hui.

"L'ingrédient clé est le dioxyde de carbone, " explique Beharaj. Environ 20 à 40 pour cent de l'adhésif biodégradable, qui a la consistance du miel ou de la mélasse, est composé de CO 2 . "Nous avons tendance à considérer le carbone comme un gaz polluant dans l'atmosphère, et ça peut être, en quantités excessives. Mais ce qui est excitant, c'est que ce matériau réutilise le dioxyde de carbone qui, autrement, irait dans l'atmosphère, et il existe un potentiel pour les raffineries de pétrole et les usines de production de réutiliser le gaz pour des polymères respectueux de l'environnement. C'est donc une victoire pour l'environnement et une victoire pour le consommateur, car il peut potentiellement réduire le prix des marchandises puisque le CO 2 est une matière première bon marché, " elle dit.

Grinstaff et Beharaj estiment que leur adhésif mettra un an ou moins à se décomposer complètement dans l'environnement, contrairement au plastique qui polluera les décharges pendant des milliers d'années. (Considérez un instant que chaque pansement et morceau de ruban adhésif que vous avez jeté est toujours dans un tas d'ordures quelque part !)

« Cela représente un bon progrès pour rendre les produits plus écologiques, qui devrait être une priorité pour la communauté scientifique en ce moment, " dit McCaslin (CAS'20), qui prépare un BA/MA en biochimie.

Lui et Beharaj ont travaillé comme assistants résidents dans un dortoir BU sur Bay State Road, devenir amis avant de faire équipe pour travailler ensemble dans le laboratoire de Grinstaff.

McCaslin espère que l'adhésif « inspirera plus de chercheurs à travailler vers un objectif similaire de fabrication de produits plus respectueux de l'environnement, " il dit.

L'équipe de Grinstaff envisage que la solution adhésive biodégradable pourrait être adaptée pour répondre aux nombreux besoins des adhésifs plastiques d'aujourd'hui. En ajustant le rapport des polymères et du CO 2 dans chaque lot de colles, ils sont capables de renforcer l'adhérence du matériau, plus faible, ou capable de répondre à certains types de surfaces. La force d'adhérence peut aller de celle du scotch à la colle à bois permanente, et il peut être adapté pour coller au métal, un verre, bois, Téflon, et même les surfaces humides.

Les matériaux d'origine naturelle et biodégradables sont également totalement sûrs à utiliser sur ou dans le corps humain, selon Beharaj. Les adhésifs pourraient potentiellement remplacer le métal utilisé en chirurgie pour maintenir l'os ensemble, rendant certaines interventions chirurgicales moins invasives. Ils pourraient également être utilisés à la surface de la peau pour protéger les coupures, éraflures, blessures, ou des incisions post-chirurgicales.

Avec un tel éventail de possibilités, l'étape suivante consiste à trouver la meilleure façon d'utiliser et de commercialiser les adhésifs.

"La question en ce moment est de trouver la meilleure application, et nous commencerons par apprendre quels sont les besoins des différentes communautés, " dit Grinstaff. " Les personnes dans le domaine chirurgical auront une idée différente de celle de l'emballage, mais nous pouvons nous adresser aux deux marchés."