Ho Yong Chung, professeur agrégé du FAMU-FSU College of Engineering, a démontré pour la première fois la possibilité d'utiliser la lignine, un matériau trouvé dans les parois des cellules végétales et le dioxyde de carbone pour créer un nouveau type de polyuréthane, un polymère utilisé dans diverses applications pour sa capacité à réguler la chaleur, la flexibilité pendant le traitement et la résistance comme produit fini.
L'œuvre est publiée dans ACS Chimie et ingénierie durable.
« Nous avons créé un polymère de haute qualité en utilisant moins d'étapes, moins d'énergie et pas d'ingrédients toxiques », a déclaré Chung. « C'est mieux pour l'environnement, mieux pour les gens et plus facile à fabriquer. »
Le polyuréthane traditionnel s'appuie sur des composés appelés isocyanates, très réactifs et dangereux. La méthode de Chung les saute entièrement. En utilisant la lignine en polymère naturel, ils ont créé un matériau biodégradable, fabriqué à partir d'une ressource renouvelable et sous-utilisée et évitent les produits chimiques toxiques. Leur découverte maintient les avantages du polyuréthane mais évite ses inconvénients.
Bien que la lignine ait des applications dans la fabrication moderne, elle est généralement traitée comme un sous-produit du traitement de la pulpe et du papier.
La percée de l'équipe de Chung crée les mêmes matériaux de haute performance dans les polyuréthanes traditionnels mais utilise des déchets abondants à partir de moulins à papier et un dioxyde de carbone capturé. Le matériau résultant est aussi fort et résistant à la chaleur que les versions conventionnelles mais se dissout facilement dans les solvants pour la fabrication.
La capacité d'être facilement traitée donne à ce matériau un avantage majeur sur d'autres alternatives basées sur la biomasse aux plastiques à base de pétrole.
« L'évolutivité est grande pour nous, car nous sommes un groupe de science des polymères et nous essayons toujours d'équilibrer et de commercialiser et d'industrialiser notre technologie de recherche », a déclaré Chung.
« Cela a une bien meilleure transformation par rapport aux autres alternatives utilisées pour recréer du polyuréthane. Nous utilisons beaucoup moins d'étapes de réaction pour produire la même qualité ou la même qualité de matériau.
En regardant la lignine
Les recherches antérieures de Chung ont exploré les possibilités d'utiliser la lignine pour fabriquer d'autres types de plastiques respectueux de l'environnement. Dans les travaux publiés en 2024, il a montré la possibilité de l'utiliser pour créer du polycarbonate, un matériau d'une autre famille de polymères.
Cette recherche élargit ce qui est possible avec la lignine en se concentrant sur le polyuréthane. La flexibilité et l'élasticité du polymère signifient qu'elle est plus largement utilisée que le polycarbonate.
Chung s'est d'abord intéressé à la lignine aux études supérieures, lorsqu'il a cherché à le développer pour une utilisation comme adhésif. À l'époque, il y avait peu de recherches sur ce matériel. Quand il a commencé sa carrière, il a continué à se concentrer sur cela car il offrait la possibilité de percées dans les applications médicales, l'énergie et les matériaux durables.
« Le polyuréthane est un matériau très important », a déclaré Chung. « En le produisant avec une méthode nouvelle et non toxique, nous pouvons aider le monde. »
