Matériaux avancés a récemment publié les conclusions des chercheurs du Technion qui ont créé des conducteurs pertinents pour la production d'énergie solaire, génie biomédical, et davantage en utilisant des sous-produits de l'industrie alimentaire qui seraient autrement jetés comme déchets. La technologie présentée dans l'article permet de vite, rentable, et production respectueuse de l'environnement de biopolymères, qui incluent une application pour la détection de signaux électrophysiologiques.

L'étude a été menée à la Faculté de chimie Schulich sous la direction du professeur adjoint Nadav Amdursky, Responsable du Laboratoire Biopolymères et Bioélectronique, et les doctorants Ramesh Nandi et Yuval Agam. Selon le professeur Amdursky, "La tendance verte mondiale actuelle n'a pas contourné l'industrie, et de nombreux groupes dans le monde travaillent sur de nouvelles solutions qui permettront de limiter la pollution causée par la production de matières synthétiques et par leur présence même. L'une des options est, bien sûr, l'utilisation de matériaux naturels, et le grand défi est de les adapter aux besoins."

Les deux principales approches de la chimie respectueuse de l'environnement sont la chimie environnementale :la création de matériaux respectueux de l'environnement; et chimie durable—production basée sur des matériaux dégradables disponibles et des procédés économes en énergie. La présente recherche intègre les deux approches dans un processus de production respectueux de l'environnement qui donne des produits respectueux de l'environnement dans le contexte des polymères conducteurs.

Les polymères sont de longues chaînes composées de milliers de blocs de construction appelés monomères. Soie, les fibres de laine et de coton sont des exemples de polymères naturels, alors que le nylon et le PVC sont des polymères synthétiques. Les polymères conducteurs sont un sous-groupe de polymères, et ils servent à une grande variété d'applications :électronique, stockage d'Energie, réservoirs de carburant, Médicament, et d'autres. Ces polymères sont actuellement produits selon des procédés coûteux et polluants du fait de l'utilisation de dérivés du pétrole, gaz, et combustible fossile.

L'alternative proposée par l'équipe de recherche du Technion est constituée de polymères protéiques, molécules présentes dans différents tissus biologiques tels que les fibres de soie et de laine, toiles d'araignée, Cheveu, et les ongles. Ici, comme mentionné, ce sont des sous-produits de l'industrie alimentaire qui seraient autrement jetés comme déchets. Selon le professeur Amdursky, « L'inspiration d'utiliser des protéines pour créer des polymères conducteurs trouve son origine dans la fonction unique des protéines dans la nature :elles sont exclusivement responsables du transport de divers porteurs de charge dans la flore et la faune ; par exemple, dans la respiration cellulaire ou dans la photosynthèse des plantes."

Les chercheurs ont créé des films polymères transparents à haute conductivité. Ce film convient aux applications biologiques et biomédicales car il est non toxique. Il est biodégradable dans le corps humain, et peut être étiré à environ 400% de sa longueur d'origine, sans altérer significativement ses propriétés électriques. Sa conductivité est parmi les plus élevées détectées dans les matériaux biologiques.

Selon le professeur Amdursky, "La production du film dans notre recherche était un processus unique, spontané, peu coûteux, vite, a faible consommation, et non polluant. Dans l'article, nous démontrons l'utilisation du film comme « peau artificielle » qui surveille de manière non invasive les signaux électrophysiologiques. Ces signaux jouent un rôle significatif dans l'activité cérébrale et musculaire, et par conséquent leur contrôle externe est un défi très important."

Le professeur Amdursky souligne que, puisque cette technologie est conçue pour l'application et la commercialisation, "la considération économique est primordiale, et par conséquent, il est très important de réduire les coûts des processus de production afin qu'ils donnent un produit compétitif, aussi en terme de prix, avec des polymères à base de pétrole, et heureusement, nous avons réussi. Ceci s'ajoute à la réduction des dommages environnementaux dans la phase de production ainsi que pendant l'utilisation. Le nouveau polymère est entièrement biodégradable en moins de 48 heures, contrairement aux polymères synthétiques, qui ne sont pas biodégradables et par conséquent, polluer notre planète."