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Les matériaux biosourcés, tels que le bois et la soie d’araignée, peuvent être très résistants. Mais pas tout à fait aussi fort qu’un nouveau matériau de cellulose développé par des chercheurs du KTH Royal Institute of Technology de Suède. Ce nouveau matériau est plus résistant que tous les matériaux biosourcés, qu’ils soient fabriqués ou naturels. Cela inclut les fibres de soie d’araignée, généralement considéré comme le matériau bio-basé le plus fort jamais créé.

«L’un des principaux défis pour quiconque travaillant avec des matériaux nanotechnologiques est de savoir comment utiliser leurs propriétés à l’échelle nanométrique», a déclaré le chercheur Daniel Söderberg. « La nature a pu, à travers des millions d’années d’évolution, développer des façons pour les produire. Un exemple est le bois qui est construit à partir de nano-cellulose, que les arbres fabriquent à partir de l’eau et du dioxyde de carbone, grâce à la biosynthèse. Pendant leur croissance, les arbres parviennent à assembler la nano-cellulose de manière contrôlée et ordonnée.

La rigidité de la nano-cellulose

La nature est plutôt bonne et le bois conserve certaines propriétés de la nano-cellulose originale. « Ce que nous avons fait est de développer un processus où nous pouvons utiliser encore mieux la force et la rigidité de la nano-cellulose, par rapport aux arbres, et en faire un matériau qui pourrait être utilisé pour construire des produits biosourcés extrêmement forts. »

Le processus de fabrication de l’équipe consiste à suspendre des nanofibres dans des canaux très étroits, à travers lesquels s’écoule l’eau déminéralisée et à faible pH. Cela aide les nanofibrilles de cellulose à s’auto-organiser en paquets serrés. Le matériau final est solide, rigide, et très léger. Avec les toiles d’araignées, ces fibres de nano-cellulose sont plus fortes que les métaux, les alliages et les céramiques.

Une utilisation multiple

En raison de sa compatibilité apparente avec le corps humain, ce nouveau matériel biosourcé pourrait être utilisé pour une gamme d’applications médicales. Il pourrait également être utilisé pour construire à peu près tout, comme des voitures, des avions ou des meubles. De plus, étant un matériau biosourcé, il a l’avantage d’être potentiellement biodégradable.

Söderberg a déclaré que l’équipe travaillait actuellement à l’intensification du processus de fabrication. Cela implique de surmonter plusieurs défis, tels que la vitesse à laquelle les fibres peuvent être fabriquées, et la capacité de les assécher le plus rapidement possible. « Les questions clés sur lesquelles nous travaillons sont la simplification et la parallélisation, ou faire plusieurs fibres en même temps », a-t-il déclaré.

Un article décrivant ce travail intitulé «Multiscale Control of Nanocellulose Assembly: Transferring Remarkable Nanoscale Fibril Mechanics to Macroscopic Fibers» a récemment été publié dans la revue ACS Nano.