Les recherches de l'Université de Washington à St. Louis pourraient bientôt conduire à des matériaux en fibre de carbone plus légers et plus solides et à des plastiques plus solides avec un impact environnemental plus doux. Le principal ingrédient nécessaire à ces améliorations est la lignine, un composé essentiel pour la plupart des plantes mais considéré comme un déchet par l'industrie.

La clé pour ouvrir le potentiel de la lignine était de modifier chimiquement certaines de ses propriétés. La lignine de liaison estérifiée de poids moléculaire élevé (HiMWELL) a été conçue par le groupe de Joshua Yuan, professeur et directeur du Département de génie énergétique, environnemental et chimique de l'Université de Washington à la McKelvey School of Engineering de St. Louis.

La recherche a été publiée le 11 août dans la revue Matter .

Les chercheurs savaient que, combinée au polyacrylonitrile (PAN), la lignine HiMWELL nouvellement conçue pourrait devenir un précurseur d'une meilleure fibre de carbone et qu'elle pourrait également permettre le développement de plastiques recyclables avec de meilleures propriétés.

Déjà, la fibre de carbone est connue pour être un matériau solide et rigide, mais léger et de qualité supérieure. Il est utilisé comme renfort structurel dans tout, des raquettes de tennis aux avions, et les cadres en fibre de carbone réduisent le poids et améliorent la sécurité dans les véhicules haut de gamme. Il a été intégré partout où cela était possible dans certaines des super et hypercars les plus rapides.

Les travaux antérieurs de Yuan ont identifié trois principaux obstacles à l'incorporation de la lignine dans l'équation :ni la structure chimique de la lignine ni son poids moléculaire ne sont uniformes, ce qui la rend difficile à combiner avec d'autres polymères. Et il possède un nombre élevé de groupes OH, un couple réactif d'oxygène et d'hydrogène qui attire l'eau, ce qui n'est pas idéal pour construire un matériau rigide comme la fibre de carbone. Ces découvertes ont inspiré Yuan et Jinghao Li, chercheur principal à l'Université de Washington, à repenser les structures de la lignine.

En développant une technique pour modifier chimiquement ces propriétés, Yuan a déclaré :« Nous avons vraiment créé un type de lignine qui est tout à fait unique.

Lorsqu'elle est combinée avec PAN, la fibre de carbone à base de HiMWELL a une résistance à la traction record et a montré de meilleures propriétés mécaniques que la fibre de carbone standard. Lorsqu'il a été ajouté à des mélanges de polymères recyclables, HiMWELL a amélioré les propriétés mécaniques et également amélioré la protection contre les UV.

"Enfin, nous avons une voie technologique pour que la lignine soit utilisée pour les fibres de carbone", a déclaré Yuan. Et peut-être un jour, "Tu transformeras ces déchets en coque de voiture." + Explorer plus loin

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