Certaines matières premières sont limitées et non disponibles et extractibles partout dans le monde, comme nous en prenons conscience en ce moment avec l'exemple des combustibles fossiles et de la hausse des prix de l'énergie. Les sources de matières premières renouvelables joueront donc un rôle de plus en plus important à l'avenir en tant que sources d'énergie, mais idéalement aussi en tant que fournisseurs d'éléments de base pour des produits chimiques et des matériaux plus respectueux de l'environnement.

Afin d'utiliser des matières premières renouvelables, telles que les huiles végétales, pour la production de produits chimiques, elles doivent d'abord être transformées et, dans certains cas, converties chimiquement. Dans l'industrie, ce processus est communément appelé raffinage. Jusqu'à présent, des processus complexes étaient nécessaires pour extraire et séparer les matières premières biologiques des cellules dans lesquelles elles étaient produites, avant que les matériaux puissent être valorisés et transformés.

Développer la machinerie naturelle des cellules

La doctorante Natalie Schunck et le professeur Stefan Mecking du département de chimie de l'Université de Constance ont maintenant ouvert un moyen de rendre l'étape de valorisation des matières premières durables beaucoup plus efficace. Ils ont réussi à introduire des catalyseurs synthétiques appropriés, des substances qui provoquent les réactions de valorisation souhaitées, dans les algues unicellulaires, en particulier sur le site où elles produisent et stockent leurs lipides.

Dans leur article récent dans Angewandte Chemie International Edition , les chercheurs décrivent comment les catalyseurs ont été transportés avec succès vers leur destination. De plus, ils fournissent la preuve que le catalyseur qu'ils ont utilisé reste stable dans les compartiments de stockage des lipides des cellules d'algues et y remplit la tâche prévue :la conversion des acides gras insaturés des cellules d'algues en blocs de construction modifiés à longue chaîne adaptés pour la production de produits chimiques durables.

"En introduisant les catalyseurs, nous avons réussi à ajouter une réaction chimique à la machinerie des algues qui ne se produit pas dans la nature mais qui est très pertinente pour la valorisation des huiles et des graisses dans l'industrie de transformation des matières premières - la métathèse des oléfines. Les cellules d'algues pourraient ainsi être transformées dans de minuscules raffineries », explique Mecking.

Liaison du dioxyde de carbone atmosphérique

Les microalgues choisies par Schunck sont difficiles, car elles possèdent une paroi cellulaire qui doit être surmontée. Afin de toujours faire passer son catalyseur en contrebande jusqu'à sa destination, la chercheuse a utilisé une astuce :elle a couplé le catalyseur à un colorant normalement utilisé pour colorer les réserves de lipides des cellules d'algues. De cette façon, elle a pu s'assurer et aussi observer que le catalyseur atteint sa cible.

« Natalie Schunck a réussi ce travail expérimental très difficile en raison de ses qualités exceptionnelles de chercheuse. Ce projet nécessitait une grande expertise en chimie et de solides connaissances en biologie, qu'elle avait toutes deux acquises dans le cadre du programme d'études en sciences de la vie », explique Mecking.

Les avantages décisifs de ces algues sont évidents :elles sont photoautotrophes, utilisant le dioxyde de carbone atmosphérique comme source de carbone et la lumière du soleil comme source d'énergie pour la photosynthèse de composés chimiques complexes, tels que leurs acides gras. Cela en fait des candidats prometteurs lorsqu'il s'agit de trouver des producteurs de ressources renouvelables.

"En élargissant le spectre fonctionnel des algues, nous nous rapprochons maintenant de leur utilisation à long terme comme micro-usine vivante pour des produits chimiques durables", conclut Mecking. + Explorer plus loin

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