Des chercheurs de l'Université du Tennessee, Knoxville, étudient les microplastiques et les nanoplastiques pour déterminer comment ils se forment dans l'environnement – et comment réduire ou même empêcher leur formation.
Environ 75% de tous les plastiques utilisés sont soit délacés ou jetés dans l'environnement, conduisant à une fragmentation en particules plus petites que l'œil peut voir qui pénétrant des membranes cellulaires et s'accumulant au sein des organismes, nuisant potentiellement à la vie aquatique, aux plantes et aux humains.
« La présence de plastiques après leur fin de vie est problématique pour un certain nombre de raisons, notamment leur impact sur la santé humaine et l'environnement », a déclaré Mark Dadmun, professeur de chimie de Paul et Wilma Ziegler spécialisé dans la science des polymères. « La communauté des sciences des polymères a été à l'avant-garde de la lutte avec la complexité des microplastiques et de la recherche de solutions. »
De plus, les microplastiques (tailles entre 1 micromètre et 5 millimètres) et les nanoplastiques (tailles entre 10 nanomètres et 1 micromètre) peuvent également être formées par abrasion mécanique, comme les processus quotidiens comme le lavage ou la conduite, ce qui crée un frottement entre les pneus et les routes.
Dadmun et ses étudiants, dont Shelby Watson-Sanders, ont donné un aperçu de la formation de ces nanoplastiques. Dans un article publié ce printemps Communications de la natureDadmun et Watson-Sanders, avec des collaborateurs de plusieurs autres institutions, s'appuient sur des recherches antérieures sur le recyclage des polymères pour explorer ce qui déclenche les chaînes de polymère pour se décomposer en fragments nanoplastiques qui persistent dans l'environnement.
« Les polymères sont comme un bol de spaghettis en ce qu'ils sont très vaguement enchevêtrés », a expliqué Dadmun. « Certaines chaînes en polymère dans une pièce en plastique donnée peuvent s'aligner en petites sections pour former des parties cristallines qui offrent des propriétés de matériaux plus fortes. »
Ces propriétés nous permettent de créer des produits comme les cartons de lait, les bouteilles d'eau et les bouteilles de pilules. Cependant, ce sont ces cristallins forts et organisés qui ne se dégradent pas facilement et se séparent donc en nanoplastiques. Environ 70% des matériaux que nous utilisons commercialement sont développés avec cette structure cristalline.
L'équipe a spécifiquement étudié différents grades de polypropylène, de poly (téréphtalate d'éthylène) (PET) et de polystyrène (PS), qui sont les deuxième, quatrième et cinquième polymères les plus produits dans le monde. Les chercheurs ont dégradé les polymères dans diverses conditions et ont pu valider la corrélation entre les parties cristallines du polymère qui ne se dégradent pas avec leur fragmentation et la création de nanoplastiques.
« Ces informations nous indiquent d'où viennent les nanoplastiques afin que nous puissions concevoir la prochaine génération de plastiques pour en produire moins », a déclaré Dadmun.
