Les microplastiques sont de minuscules fragments presque indestructibles provenant des produits en plastique du quotidien. À mesure que nous en apprenons davantage sur les microplastiques, les nouvelles ne cessent de se détériorer. Déjà bien documentés dans nos océans et nos sols, nous les découvrons désormais dans les endroits les plus improbables :nos artères, nos poumons et même nos placentas.
Les microplastiques peuvent mettre de 100 à 1 000 ans à se décomposer et, entre-temps, notre planète et nos corps sont chaque jour plus pollués par ces matériaux.
Trouver des alternatives viables aux plastiques et microplastiques traditionnels à base de pétrole n’a jamais été aussi important. De nouvelles recherches menées par des scientifiques de l'Université de Californie à San Diego et par la société de science des matériaux Algenesis montrent que leurs polymères d'origine végétale se biodégradent, même au niveau microplastique, en moins de sept mois.
L'article, dont les auteurs sont tous des professeurs, anciens élèves ou anciens chercheurs de l'UC San Diego, apparaît dans Scientific Reports. .
"Nous commençons tout juste à comprendre les implications des microplastiques. Nous n'avons fait qu'effleurer la surface de la connaissance des impacts environnementaux et sanitaires", a déclaré le professeur de chimie et de biochimie Michael Burkart, l'un des auteurs de l'article et co-fondateur d'Algenesis. "Nous essayons de trouver des matériaux de remplacement pour les matériaux qui existent déjà et de nous assurer que ces matériaux de remplacement se biodégraderont à la fin de leur durée de vie utile au lieu de s'accumuler dans l'environnement. Ce n'est pas facile."
"Lorsque nous avons créé ces polymères à base d'algues il y a environ six ans, notre intention a toujours été qu'ils soient complètement biodégradables", a déclaré un autre auteur de l'article, Robert Pomeroy, également professeur de chimie et de biochimie et co-auteur d'Algenesis. fondateur. "Nous disposions de nombreuses données suggérant que notre matière disparaissait dans le compost, mais c'est la première fois que nous la mesurons au niveau des microparticules."
Pour tester sa biodégradabilité, l'équipe a broyé son produit en fines microparticules et a utilisé trois outils de mesure différents pour confirmer que, une fois placé dans un compost, le matériau était digéré par les microbes.
Le premier outil était un respiromètre. Lorsque les microbes décomposent le compost, ils libèrent du dioxyde de carbone (CO2 ), que mesure le respiromètre. Ces résultats ont été comparés à la dégradation de la cellulose, considérée comme la norme industrielle de biodégradabilité à 100 %. Le polymère d'origine végétale correspondait à la cellulose à près de 100 %.
L'équipe a ensuite utilisé la flottation à l'eau. Étant donné que les plastiques ne sont pas solubles dans l’eau et qu’ils flottent, ils peuvent facilement être évacués de la surface de l’eau. À des intervalles de 90 et 200 jours, près de 100 % des microplastiques à base de pétrole ont été récupérés, ce qui signifie qu’aucun d’entre eux n’a été biodégradé. En revanche, après 90 jours, seuls 32 % des microplastiques à base d’algues ont été récupérés, démontrant que plus des deux tiers d’entre eux étaient biodégradés. Après 200 jours, seulement 3 % ont été récupérés, ce qui indique que 97 % d'entre eux avaient disparu.
La dernière mesure impliquait une analyse chimique par chromatographie en phase gazeuse/spectrométrie de masse (GCMS), qui a détecté la présence des monomères utilisés pour fabriquer le plastique, indiquant que le polymère était en train d'être brisé en ses matières végétales de départ. La microscopie électronique à balayage a en outre montré comment les micro-organismes colonisent les microplastiques biodégradables lors du compostage.
"Ce matériau est le premier plastique démontré qu'il ne crée pas de microplastiques lorsque nous l'utilisons", a déclaré Stephen Mayfield, co-auteur de l'article, professeur à l'École des sciences biologiques et co-fondateur d'Algenesis. "C'est plus qu'une simple solution durable pour le cycle de vie des produits en fin de vie et nos décharges bondées. Il s'agit en fait de plastique qui ne va pas nous rendre malades."
Créer une alternative écologique aux plastiques à base de pétrole n’est qu’une partie du long chemin vers la viabilité. Le défi permanent est de pouvoir utiliser le nouveau matériau sur des équipements de fabrication préexistants qui ont été construits à l'origine pour le plastique traditionnel, et ici Algenesis fait des progrès.
Ils se sont associés à plusieurs entreprises pour fabriquer des produits utilisant les polymères d'origine végétale développés à l'UC San Diego, notamment Trelleborg pour une utilisation dans les tissus enduits et RhinoShield pour la production d'étuis pour téléphones portables.
"Quand nous avons commencé ce travail, on nous avait dit que c'était impossible", a déclaré Burkart. "Maintenant, nous voyons une réalité différente. Il y a beaucoup de travail à faire, mais nous voulons donner de l'espoir aux gens. C'est possible."
Plus d'informations : Marco N. Allemann et al, Biodégradation rapide des microplastiques générés à partir de polyuréthane thermoplastique d'origine biologique, Rapports scientifiques (2024). DOI :10.1038/s41598-024-56492-6
Fourni par l'Université de Californie - San Diego
