En tant que ressource renouvelable, le bois offre un grand potentiel dans la lutte contre la crise climatique. D'abord, il séquestre de grandes quantités de carbone (1 tonne par mètre cube !). De plus, c'est une alternative écologique aux ressources fossiles, qui sont à l'origine de la majorité des émissions de gaz à effet de serre. À l'Institut des bioproduits et de la technologie du papier de l'Université de technologie de Graz (TU Graz), les chercheurs produisent des matériaux biodégradables à partir de la cellulose des composants du bois, hémicellulose et lignine.

Samir Kopacic, par exemple, aimerait utiliser de tels matériaux pour contribuer à garantir qu'à l'avenir, moins de plastique et plus de matériaux biodégradables soient utilisés. Dans ce but, le « laboratoire barrière » de l'Institut a été mis en place en coopération avec des partenaires académiques et industriels. Là, Kopacic mène des recherches sur des matériaux d'emballage biosourcés ayant des propriétés barrières aussi bonnes que celles des plastiques synthétiques. Ils doivent protéger le contenu de l'emballage (aliments, produits de beauté, médicaments, etc.) à partir d'oxygène, l'humidité et d'autres influences extérieures, ainsi que de préserver l'arôme et la fraîcheur des produits.

Actuellement, le papier et le carton ne conviennent que dans une mesure limitée, comme le souligne Kopacic :« Le papier et le carton sont poreux et fibreux. Pour obtenir l'imperméabilité nécessaire, ils sont souvent enrobés de polymères synthétiques non biodégradables et difficiles à recycler, ou laminées avec des feuilles métalliques."

Kopacic souhaite remédier à cette situation en coopération avec l'Association de l'industrie papetière autrichienne Austropapier et avec le soutien de ses partenaires industriels. Dans le projet de recherche FFG PapSpray, qui est financé à hauteur de 810, 000 euros, l'équipe du projet poursuit la démarche de pulvérisation de papier ou de carton avec des biopolymères. "Lors de l'application de matériaux barrières biosourcés sur du papier, les méthodes de revêtement conventionnelles ont eu un succès limité en raison des caractéristiques d'écoulement complexes de ces matériaux. Nous testons maintenant l'adéquation des procédés de revêtement par pulvérisation et étudions comment les biopolymères doivent être pulvérisés sur le papier pour obtenir les propriétés barrières souhaitées, " précise le chef de projet Kopacic. Pour le jeune chercheur (né en 1989), les conditions sont réunies pour une rupture décisive :« D'un point de vue technologique, Le revêtement par pulvérisation est un processus flexible qui peut être intégré à la production de papier et peut également être utilisé en combinaison ou en complément des technologies de revêtement conventionnelles. » Le projet de recherche de trois ans vise à développer une compréhension fondamentale des interactions entre le papier, biopolymère et procédé de pulvérisation, créant ainsi la base pour pouvoir produire et utiliser des emballages en papier sans plastique et recyclables pour une gamme d'applications encore plus large qu'auparavant.

Les matériaux ultralégers entre ingénierie des matériaux et biotechnologie

L'utilisation de matériaux biosourcés à grande échelle est également l'objectif du projet européen BreadCell de la ligne de financement FET Open, un autre projet de recherche à l'Institut des bioproduits et de la technologie du papier. Sous la direction du consortium de Chalmers University of Technology (Göteborg, Suisse), une équipe interdisciplinaire de chercheurs de la TU Graz, l'Université de Vienne, BioNanoNet et le centre de recherche européen Tecnalia visent à développer une technologie radicalement nouvelle pour la production de matériaux légers respectueux de l'environnement à base de bois et de cellulose. Actuellement, par exemple, l'industrie à grande échelle utilise principalement des matériaux légers en synthétique, polymères non dégradables pour les composants de sécurité dans les voitures ou pour les poids légers, équipements sportifs robustes et résistants. « Nous souhaitons proposer des alternatives et travaillons sur des mousses cellulosiques durables pour remplacer les composites existants, " explique Stefan Spirk.

Spirk a déjà fait sensation avec le développement d'une batterie à flux redox à base de lignine ("batterie vanilline") et, avec le directeur de l'Institut Wolfgang Bauer, apporte au projet son savoir-faire de la recherche sur les pâtes et papiers.