En Allemagne, les valeurs limites de pollution par les nitrates ont été dépassées à plusieurs reprises, en partie à cause des engrais dans le sol. Les biopolymères pourraient aider.

Des ingénieurs ont mis au point une méthode pour une application plus ciblée d'engrais sur les sols agricoles. Dans ce processus, l'engrais est encapsulé dans une mousse biopolymère, duquel il peut être libéré en continu. Cette technique a été décrite dans un article publié dans Rubin, le magazine scientifique de la RUB. Le projet a été réalisé par le groupe de recherche Virtualisation of Process Technology dirigé par le professeur Sulamith Frerich, et intégré dans des activités de recherche axées sur l'utilisation responsable des polymères par l'économie circulaire menées par l'équipe du professeur Eckhard Weidner, Chaire de technologie des procédés à la Ruhr-Universität Bochum et responsable de Fraunhofer Umsicht.

doctorat L'étudiante Diana Keddi a testé deux méthodes qui lui ont permis d'incorporer une substance azotée - dans ces tests de l'urée - dans une mousse biopolymère. "Afin de contrôler le modèle de libération, nous devons spécifiquement construire une matrice porteuse pour l'engrais, " explique-t-elle. " Puisque nous voulons éviter une contamination du sol avec le matériau de la capsule, le matériau doit idéalement être biodégradable." Par conséquent, elle utilise une mousse biopolymère à base d'acide polylactique, PLA pour faire court, qui peut être extrait du maïs ou de la canne à sucre. L'engrais encapsulé était finalement présent sous forme de copeaux, similaire aux puces d'emballage qui ont remplacé la mousse de polystyrène dans de nombreux cartons d'expédition aujourd'hui.

Assurer une basse température

« Le plus grand défi dans la production d'un composite poreux de PLA et d'urée est :nous devons traiter le biopolymère sans décomposer thermiquement l'urée, " souligne Diana Keddi. L'urée fond à environ 130 degrés Celsius, alors que l'acide polylactique fond à 140 à 170 degrés Celsius sous pression normale, selon le genre. Cependant, si la pression du gaz augmente, la température de fusion diminue.

Les expériences de Diana Keddi ont montré que, selon le type de PLA, une pression comprise entre 200 et 350 bar dans un CO 2 l'atmosphère est nécessaire pour traiter le biopolymère. L'acide polylactique fond alors en dessous de 130 degrés Celsius et, par conséquent, en dessous de la température de fusion de l'urée. En outre, le chercheur a utilisé une deuxième méthode, le procédé dit antisolvant gazeux, où la température requise n'était que de 40 degrés Celsius et la pression était comprise entre 100 et 180 bars.

L'urée est progressivement libérée

En combinant les deux processus, Diana Keddi a produit des composites de PLA et d'urée. Elle a ensuite montré que la substance azotée est libérée de la mousse de PLA en deux heures lorsqu'elle est rincée en continu. "Sans encapsulation, l'urée entière dans cette configuration d'essai serait libérée dans les deux minutes, " explique le chercheur. " On peut donc allonger considérablement le temps de libération avec l'encapsulation. "