Chaque être humain utilise, en moyenne, 30 kg de plastique par an. Étant donné que l'espérance de vie mondiale est actuellement d'environ 70 ans, chaque personne jettera environ deux tonnes métriques de plastique au cours de sa vie. Multipliez cela par le nombre de personnes sur terre - qui ne cesse de croître - et le total est stupéfiant.

À la lumière de cela, Francesco Stellacci, professeur ordinaire et responsable du laboratoire Nanomatériaux supramoléculaires et interfaces de la Faculté d'ingénierie de l'EPFL, a commencé à se demander s'il existait un moyen de résoudre le problème des plastiques usagés et de les recycler plus efficacement. Stellacci a établi une collaboration avec le professeur Sebastian J. Maerkl au Bioengineering Institute de l'EPFL et ils ont décidé de co-diriger un doctorat. étudiant, Simone Giaveri, l'équipe a publié ses conclusions, basé sur la recherche scientifique, dans Matériaux avancés .

Après avoir examiné les options existantes de recyclage du plastique disponibles, les ingénieurs ont décidé d'imaginer une toute nouvelle approche. "Lorsque nous utilisons des plastiques biodégradables, le processus de dégradation laisse des résidus qui doivent être stockés ou enfouis. Plus il y a de terres allouées à cela, moins il y a de terres disponibles pour l'agriculture, et il y a des conséquences environnementales à prendre en compte car les produits de biodégradation modifient nécessairement l'écosystème de la zone, " dit Stellacci. Alors, comment pouvons-nous trouver une solution globale au problème du recyclage des plastiques ? Une partie de la réponse pourrait très bien venir de la nature elle-même.

Un collier de perles

Les protéines sont l'un des principaux composés organiques dont notre monde est fait. Comme l'ADN, ils font partie de la famille des polymères; les protéines sont de longues chaînes de molécules, ou des monomères, connu sous le nom d'acides aminés. "Une protéine est comme un collier de perles, où chaque perle est un acide aminé. Chaque perle a une couleur différente, et la séquence de couleurs détermine la structure de la corde et par conséquent ses propriétés. Dans la nature, les chaînes protéiques se décomposent en acides aminés constitutifs et les cellules rassemblent ces acides aminés pour former de nouvelles protéines, c'est-à-dire qu'ils créent de nouveaux colliers de perles avec une séquence de couleurs différente », explique Giaveri.

Dans le laboratoire, Giaveri a d'abord tenté de reproduire ce cycle naturel, en dehors des organismes vivants. "Nous avons sélectionné des protéines et les avons divisées en acides aminés. Nous avons ensuite mis les acides aminés dans un système biologique sans cellule, qui ont assemblé les acides aminés en de nouvelles protéines avec des structures et des applications entièrement différentes, " explique-t-il. Par exemple, Giaveri et Stellacci ont réussi à transformer la soie en une protéine utilisée en technologie biomédicale. " Surtout, lorsque vous décomposez et assemblez des protéines de cette manière, la qualité des protéines produites est exactement la même que celle d'une protéine nouvellement synthétisée. En effet, vous construisez quelque chose de nouveau, " dit Stellacci.