Polyuréthanes, un type de plastique, sont presque partout - dans les chaussures, vêtements, réfrigérateurs et matériaux de construction. Mais ces matériaux très polyvalents peuvent avoir un inconvénient majeur. Dérivé du pétrole brut, toxique à synthétiser, et lent à se décomposer, les polyuréthanes conventionnels ne sont pas respectueux de l'environnement. Aujourd'hui, les chercheurs discutent de la conception de ce qui, selon eux, devrait être plus sûr, alternative biodégradable dérivée des déchets de poisson—têtes, OS, peau et intestins, qui seraient autrement probablement jetés.

Les chercheurs présenteront leurs résultats aujourd'hui lors de la réunion de printemps de l'American Chemical Society (ACS).

Si développé avec succès, un polyuréthane à base d'huile de poisson pourrait aider à répondre à l'immense besoin de plastiques plus durables, dit Francesca Kerton, Doctorat., le chercheur principal du projet. « Il est important que nous commencions à concevoir des plastiques avec un plan de fin de vie, que ce soit la dégradation chimique qui transforme le matériau en dioxyde de carbone et en eau, ou le recyclage et la réutilisation."

Pour fabriquer le nouveau matériel, L'équipe de Kerton a commencé avec de l'huile extraite des restes de saumon de l'Atlantique, après la préparation du poisson pour la vente aux consommateurs. "Je trouve intéressant comment nous pouvons faire quelque chose d'utile, quelque chose qui pourrait même changer la façon dont les plastiques sont fabriqués, des ordures que les gens jettent, " dit Mikhailey Wheeler, un étudiant diplômé qui présente le travail à la réunion. Kerton et Wheeler sont tous deux à l'Université Memorial de Terre-Neuve (Canada).

Le procédé classique de production de polyuréthanes présente un certain nombre de problèmes d'environnement et de sécurité. Il faut du pétrole brut, une ressource non renouvelable, et le phosgène, un gaz incolore et hautement toxique. La synthèse génère des isocyanates, puissants irritants respiratoires, et le produit final ne se décompose pas facilement dans l'environnement. La biodégradation limitée qui se produit peut libérer des composés cancérigènes. Pendant ce temps, la demande d'alternatives plus vertes augmente. Précédemment, d'autres ont développé de nouveaux polyuréthanes en utilisant des huiles végétales pour remplacer le pétrole. Cependant, ceux-ci aussi ont un inconvénient :les récoltes, souvent du soja, qui produisent le pétrole nécessitent des terres qui pourraient autrement être utilisées pour cultiver de la nourriture.

Les restes de poisson ont semblé à Kerton une alternative prometteuse. L'élevage du saumon est une industrie importante pour la côte de Terre-Neuve, où se trouve son université. Une fois le poisson transformé, les pièces restantes sont souvent jetées, mais parfois on en extrait de l'huile. Kerton et ses collègues ont développé un procédé pour convertir cette huile de poisson en un polymère de type polyuréthane. D'abord, ils ajoutent de l'oxygène à l'huile insaturée de manière contrôlée pour former des époxydes, molécules similaires à celles de la résine époxy. Après avoir fait réagir ces époxydes avec du dioxyde de carbone, ils lient les molécules résultantes avec des amines contenant de l'azote pour former le nouveau matériau.

Mais le plastique sent-il le poisson ? "Quand nous commençons le processus avec l'huile de poisson, il y a une légère odeur de poisson, mais au fur et à mesure que nous franchissons les étapes, cette odeur disparaît, " dit Kerton.

Kerton et son équipe ont décrit cette méthode dans un article en août dernier, et depuis, Wheeler l'a peaufiné. Elle a récemment réussi à remplacer l'amine par des acides aminés, ce qui simplifie la chimie impliquée. Et tandis que l'amine qu'ils utilisaient auparavant devait être dérivée de coques de noix de cajou, les acides aminés existent déjà dans la nature. Les résultats préliminaires de Wheeler suggèrent que l'histidine et l'asparagine pourraient remplacer l'amine en liant ensemble les composants du polymère.

Dans d'autres expériences, ils ont commencé à examiner dans quelle mesure le nouveau matériau se décomposerait probablement une fois sa durée de vie utile terminée. Wheeler en a trempé des morceaux dans de l'eau, et pour accélérer la dégradation de certaines pièces, elle a ajouté de la lipase, une enzyme capable de décomposer les graisses comme celles de l'huile de poisson. Sous un microscope, elle a vu plus tard une croissance microbienne sur tous les échantillons, même ceux qui avaient été dans l'eau plate, un signe encourageant que le nouveau matériau pourrait se biodégrader facilement, dit Wheeler.

Kerton et Wheeler prévoient de continuer à tester les effets de l'utilisation d'un acide aminé dans la synthèse et d'étudier dans quelle mesure le matériau est sensible à la croissance microbienne qui pourrait accélérer sa dégradation. Ils ont également l'intention d'étudier ses propriétés physiques pour voir comment il pourrait potentiellement être utilisé dans des applications du monde réel, comme dans les emballages ou les fibres pour vêtements.