Des chercheurs de l’Université d’Hokkaido ont développé une méthode révolutionnaire pour réutiliser les déchets plastiques en les utilisant pour déclencher des réactions radicales en chaîne afin de détoxifier les produits chimiques dangereux. Cette approche, qui améliore la sécurité et l’efficacité tout en abordant la problématique environnementale des déchets plastiques, ouvre la voie à des procédés chimiques durables et économiquement attractifs. Représentation artistique de molécules extrêmement réactives appelées radicaux générées à partir de fibres plastiques. Crédit : Koji Kubota et Hajime Ito
Les scientifiques utilisent les plastiques du quotidien pour lancer des réactions en chaîne innovantes, en développant une méthode de recyclage des déchets plastiques et en améliorant à la fois la sécurité et l’efficacité du processus.
Les plastiques à usage unique constituent une préoccupation environnementale majeure, mais désormais, plutôt que d’être jetés avec les ordures, les sacs en plastique usagés des épiceries pourraient être utilisés pour effectuer une réaction permettant de détoxifier les produits chimiques dangereux.
Une équipe dirigée par des chercheurs de l’Institute for Chemical Reaction Design and Discovery (WPI-ICReDD), Université d’Hokkaido a développé une méthode qui utilise des matières plastiques courantes au lieu de composés potentiellement explosifs pour déclencher des réactions radicales en chaîne. Cette approche augmente considérablement la sécurité du processus tout en offrant également un moyen de réutiliser les plastiques courants tels que le polyéthylène et l’acétate de polyvinyle. Ces résultats ont été publiés dans Journal de l’American Chemical Society.
(En haut) Schéma général d’utilisation de la force mécanique pour déclencher une réaction radicale en chaîne. (En bas) Des lambeaux d’un sac d’épicerie ont été utilisés pour déclencher une réaction dans un pot de broyeur à boulets. Crédit : Koji Kubota, et al. Journal de l’American Chemical Society. 22 décembre 2023
Les chercheurs ont utilisé un broyeur à boulets, une machine qui secoue rapidement une bille d’acier à l’intérieur d’un pot en acier pour mélanger des produits chimiques solides. Lorsque la balle heurte le plastique, la force mécanique rompt une liaison chimique pour former des radicaux contenant un électron non lié hautement réactif. Ces radicaux ont facilité une réaction en chaîne auto-entretenue qui favorise la déshalogénation. c’est à direle remplacement d’un halogène atome avec un atome d’hydrogène – d’halogénures organiques.
Améliorer les processus chimiques
« L’utilisation de plastiques de base comme réactifs chimiques ouvre une toute nouvelle perspective sur la synthèse organique », a déclaré le professeur agrégé Koji Kubota. « Je crois que cette approche mènera non seulement au développement de réactions radicales sûres et hautement efficaces, mais également à une nouvelle façon d’utiliser les déchets plastiques, qui constituent un grave problème social. »
Professeur agrégé Koji Kubota (à gauche) et professeur Hajime Ito (à droite) de l’équipe de recherche de l’Institute for Chemical Reaction Design and Discovery (WPI-ICReDD), Université d’Hokkaido. Crédit : WPI-ICReDD
La réutilisation des déchets plastiques a été démontrée en ajoutant des lambeaux de plastique d’un sac d’épicerie commun au bol du broyeur à boulets et en réalisant avec succès la réaction. L’équipe a également montré que leur méthode pouvait être appliquée au traitement de composés polyhalogénés hautement toxiques, largement utilisés dans l’industrie. Le polyéthylène a été utilisé pour initier une réaction radicalaire qui élimine plusieurs atomes d’halogène d’un composé couramment utilisé comme ignifuge, réduisant ainsi sa toxicité.
Les chercheurs prévoient que cette méthode attirera l’attention de l’industrie en raison de ses avantages en termes de coût et de sécurité.
« Notre nouvelle approche utilisant des matériaux plastiques stables, bon marché et abondants comme initiateurs de réactions radicales en chaîne présente le potentiel important de favoriser le développement de procédés chimiques industriellement attractifs, sûrs et hautement efficaces », a commenté le professeur Hajime Ito.
L’étude a été financée par la Société japonaise pour la promotion de la science, l’Agence japonaise pour la science et la technologie et le ministère japonais de l’Éducation, de la Culture, des Sports, de la Science et de la Technologie.
