Fig. 1. Images SEM de (A) Z-LB1, (B) Z-LB3, (C) Z-LB8 et (D) Z-AAM (diamètre de pore de 120 nm). (E) Z-MeOH film mince préparé à partir de méthanol comme indiqué dans le tableau 1-SI. Crédit :DOI :10.1038/s41598-021-04001-4
De nouveaux résultats de recherche de l'Université de Linnaeus ouvrent la voie à un avenir avec des nanotechnologies produites de manière plus durable, où des ressources naturelles limitées peuvent être remplacées par, entre autres, des protéines de maïs et de lait.
La nanotechnologie peut être trouvée presque partout dans notre vie quotidienne, bien qu'elle soit presque impossible à voir. Les nanostructures sont des matériaux qui ont été traités au niveau atomique pour obtenir les propriétés matérielles souhaitées. Ils sont utilisés, par exemple, dans l'électronique, le diagnostic et le traitement de surface des textiles. La nanotechnologie est devenue un élément indispensable de la vie moderne.
Compte tenu du large éventail de domaines d'utilisation, il devient important de développer des méthodes de production et des matériaux écologiquement durables dans les nanotechnologies. Les méthodes de production utilisées aujourd'hui nécessitent souvent des ressources naturelles limitées.
"Aujourd'hui, les nanostructures sont produites à partir de nombreux types de métaux et de matériaux dérivés de combustibles fossiles", explique Ian Nicholls, professeur de chimie à l'Université de Linnaeus.
Nicholls et son collègue de recherche Subramanian Suriyanarayanan ont développé des surfaces nanostructurées fabriquées à partir de matières premières naturelles trouvées dans le maïs, le lait et les coquilles d'écrevisses. L'étude, publiée dans la revue Scientific Reports , montre qu'il est possible de créer des solutions durables à partir de biomatériaux.
Matériaux facilement disponibles
Les chercheurs ont étudié l'utilisabilité de trois matières premières renouvelables et facilement disponibles :la zéine (une protéine naturellement présente dans le maïs), la caséine (un type de protéine du lait) et le chitosane (une substance présente, entre autres, dans les coquilles d'écrevisses). Les résultats ont montré que des biomatériaux facilement disponibles tels que ceux-ci peuvent être utilisés comme matière première pour les nanostructures.
Un défi concernant l'utilisation de nouveaux biomatériaux est de savoir comment préserver les propriétés des matériaux dans le temps. Pour y répondre, les chercheurs ont choisi de stocker les nanostructures composées de zéine, de caséine et de chitosane pendant six mois, puis d'étudier l'évolution de leurs propriétés matérielles.
Surtout, la zéine protéique de maïs a démontré des résultats stables :après six mois, aucune différence significative n'a pu être observée dans la qualité des nanostructures, ce qui signale des propriétés prometteuses. Cependant, les résultats n'étaient pas aussi bons pour les nanostructures qui avaient été produites à partir de caséine et de chitosane, celles-ci n'ont pas démontré la même bonne stabilité.
Plus de projets de recherche en cours
Néanmoins, l'étude souligne la possibilité de remplacer les combustibles fossiles et les métaux dans les nanotechnologies à l'avenir. D'autres projets de recherche sont en cours pour continuer à étudier la possibilité d'utiliser des matières premières renouvelables et facilement disponibles.
"Les produits nanotechnologiques sont très bénéfiques pour la société et il est fort probable que la demande augmentera à l'avenir. Par conséquent, il est très important qu'ils puissent être produits de manière économe en ressources et sans énergie fossile - ce que nous recherche, ont prouvé que c'était possible », conclut Nicholls.
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