Et si le recyclage des plastiques était aussi simple que de lancer un interrupteur? Chez TU / E, le professeur adjoint Fabian Eisenreich fait de cette vision une réalité en utilisant la lumière LED pour créer et décomposer une nouvelle classe de plastiques haute performance. Ce matériau innovant permet un recyclage vraiment circulaire, car ce processus peut être répété à maintes reprises, sans aucune perte de qualité.
Cette recherche, publiée dans l'édition Rising Stars de Matériaux avancésmarque une percée dans la chimie durable et pourrait remodeler la façon dont nous traitons les déchets plastiques à l'avenir.
« En fait, nous sommes des concepteurs moléculaires », est la façon dont Eisenreich se décrit lui-même et ses collègues scientifiques du groupe de recherche sur les matériaux de performance polymère. Dans leurs laboratoires du Département de génie chimique et de chimie, c'est sur quoi l'accent est mis.
« Notre ligne de recherche se concentre sur« la conception du recyclage ». Nous créons de nouveaux polymères pour permettre des stratégies de recyclage innovantes pour les plastiques.
La qualité des chaînes de polymère se détériore
Ces polymères sont développés pour permettre le recyclage chimique en boucle fermée, l'objectif ultime du groupe de recherche. « Les plastiques sont généralement constitués de chaînes polymères moulables. En raison de la manière actuelle dont les plastiques sont généralement recyclés – en un mot: chauffage, fusion et remodelage – la qualité de ces chaînes de polymère se détériore dans le temps. Donc, vous ne pouvez pas continuer à le faire indéfiniment, ce qui signifie que la nouvelle plastique devra finalement être faite de toute façon. »
Le recyclage chimique en boucle fermée est donc l'alternative idéale, selon Eisenreich. « Avec la bonne réaction chimique, une chaîne de polymère peut être décomposée sélectivement en ses blocs de construction d'origine. Ceux-ci peuvent ensuite être réutilisés pour refaire exactement le même polymère, avec des propriétés et une qualité identiques. » La réalisation de cela nécessite des polymères conçus pour subir cette réaction précise, d'où la recherche du groupe de matériaux de performances polymères.
Fendre sélectivement un polymère avec de la lumière
Dans ce contexte, Eisenreich spécifie ses propres recherches sur le recyclage photochimique, alimentée par la lumière LED. « Faire des polymères au moyen de la lumière est relativement simple. Mais les casser et les refaire de la même manière, alias le recyclage, est beaucoup plus compliqué et donc une toute nouvelle ligne de recherche. Le défi réside dans l'utilisation de la lumière pour diviser sélectivement les liaisons chimiques stables dans le polymère, de sorte que les éléments constitutifs d'origine peuvent être récupérés. »
Récemment, Eisenreich et Ahsen Sare Yalin, un doctorat de troisième année. Le candidat de son groupe, est devenu le premier à réussir cette astuce dans son laboratoire.
Remodeler la façon dont nous traitons les déchets plastiques
« Nous le voyons comme une percée dans la chimie durable qui peut remodeler la façon dont nous gérons les déchets plastiques à l'avenir », explique Eisenreich. « Pour le moment, notre polymère de concepteur est toujours un matériau de niche et ne convient donc pas aux applications en plastique quotidiennes. Au lieu de cela, il s'adresse à des utilisations spécialisées, par exemple, comme un adhésif recyclable qui se lie fortement au verre et à d'autres plastiques. »
En fin de compte, un développement supplémentaire devrait élargir les possibilités d'application. De plus, Eisenreich voit beaucoup de potentiel dans la technologie de recyclage en boucle fermée avec la lumière. « Je travaille également sur des polymères recyclables d'impression 3D utilisant la lumière, ce qui est un processus très intéressant. Vous commencez par un matériau liquide qui prend une forme solide dès que la lumière y tombe. Vous pouvez utiliser ce processus pour imprimer des objets 3D complexes. »
Son objectif est de réaliser un jour le recyclage photochimique des plastiques traditionnels avec seulement la lumière du soleil. « Alors tu n'as pas besoin d'une autre source d'énergie, à quel point serait-ce cool? » La percée chimique d'Eisenreich est donc non seulement une nouvelle lumière sur le recyclage du plastique, mais aussi sur tout son champ. « Ce n'est pas seulement un nouveau matériel. C'est une nouvelle voie à suivre. »
