Le problème des déchets plastiques atteint des proportions critiques. Chaque année, des centaines de millions de tonnes sont jetées, dont une infime partie seulement est recyclée.
Cette persistance dans l'environnement, qui peut durer des siècles, a poussé une équipe de l'Université Rutgers à repenser la nature même du plastique en s'inspirant de la biologie.
Une inspiration venue de la biologie moléculaire
Le professeur Yuwei Gu, en observant des bouteilles en plastique abandonnées dans la nature, s'est posé une question fondamentale : pourquoi les polymères naturels comme l'ADN se dégradent-ils alors que ceux créés par l'homme résistent au temps ? La réponse se trouve dans leur structure chimique, qui contient des « groupes voisins » facilitant leur déconstruction interne.
Les plastiques conventionnels, à l'inverse, sont maintenus par des liaisons chimiques extrêmement solides. C'est cette robustesse qui est à la fois leur principal atout pour de nombreuses applications et la source du problème écologique majeur qu'ils représentent aujourd'hui une fois leur usage terminé.
Comment programmer la fin de vie d'un matériau ?
L'équipe de Rutgers a eu l'idée de reproduire ce mécanisme naturel. Ils ont conçu des structures chimiques artificielles qui miment ces groupes voisins et les ont intégrées au sein des chaînes de polymères lors de leur fabrication. Ces ajouts agissent comme des points de faiblesse pré-programmés.
Credit : Nature Chemistry
Tel un papier pré-plié qui se déchire facilement le long du pli, le matériau reste parfaitement stable pendant son utilisation mais se fragmente rapidement lorsqu'un déclencheur spécifique, comme la lumière UV, est activé.
En ajustant la nature et la position de ces points faibles inspirés de l'ADN, les chercheurs peuvent contrôler précisément la durée de vie du plastique, la faisant varier de quelques jours à plusieurs années.
Des applications concrètes aux défis restants
Cette avancée ouvre la voie à une nouvelle forme de matériau biodégradable, en particulier pour les produits à courte durée de vie comme les emballages alimentaires ou certains dispositifs médicaux.
La décomposition peut être initiée par la simple lumière du soleil, ce qui la rend pratique pour de nombreux objets du quotidien.
Cependant, plusieurs obstacles subsistent avant une commercialisation à grande échelle. Il est impératif de s'assurer que les fragments issus de la décomposition ne sont pas toxiques pour l'écosystème.
De plus, la méthode actuelle nécessite une exposition à la lumière, ce qui signifie que les plastiques enfouis ne se dégraderaient pas. La recherche se poursuit pour surmonter ces défis et proposer une solution véritablement durable.
