De nouveaux composites naturels à base de fibres végétales
Les nanocomposites sont généralement constitués d'une matrice polymère dans laquelle des nanoparticules sont incorporées en tant que charges ou renforts. Les fonctionnalisations de surfaces réalisées par incorporation des nanoparticules à la surface des matrices sont beaucoup moins courantes. Toutefois, à l'image des récepteurs de surface de cellules qui transmettent un grand nombre de fonctions à une cellule vivante, de telles modifications apportées à la surface d'autres matériaux peuvent jouer un rôle important dans la manière dont les composites interagissent avec d'autres matériaux et substances. Les chercheurs ont initié le projet financé par l'UE SURFUNCELL («Surface functionalisation of cellulose matrices using cellulose embedded nano-particles») pour développer de nouveaux nanocomposites naturels dont les surfaces sont dotées de propriétés spéciales. La matrice est composée du composant principal des parois des cellules végétales, la cellulose (un sucre complexe ou polysaccharide), et les modifications de surface consistent en des nanoparticules incorporées stabilisées par d'autres polysaccharides. De manière importante, le procédé de production exige peu de modifications des procédures standard et les nanoparticules sont adsorbées et fixées à l'aide de méthodes de synthèse écologiques. Le projet SURFUNCELL a abouti à la publication de 20 articles scientifiques dans des revues à comité de lecture et le travail réalisé a été présenté plus de 80 fois lors de conférences scientifiques. Les résultats ont porté sur l'ensemble du procédé, depuis la préparation des polysaccharides et des nanoparticules, jusqu'à la production de dispositifs formés en cellulose. Les chercheurs ont appliqué la technologie dans plusieurs démonstrateurs. Des fils en cellulose aux propriétés antimicrobiennes ont été produits pour des textiles destinés aux hôpitaux, à la pratique sportive et à la maison. Les partenaires du projet ont créé deux démonstrateurs en appliquant les composites à des membranes de filtres, des fibres creuses à base de cellulose qui résistent à l'encrassement et qui suppriment les perturbateurs endocriniens dangereux dans l'eau potable. Un autre démonstrateur porte sur l'utilisation des composites de cellulose à la surface modifiée comme films protecteurs, fournissant des matériaux d'emballage alimentaire biologiques aux propriétés protectrices avancées. Enfin, les partenaires du projet ont créé une grande chaîne de production à l'échelle du laboratoire pour produire du papier aux propriétés avancées en matière de protection contre les ultraviolets, qui utilise moins d'énergie et de produits chimiques potentiellement dangereux. En s'appuyant sur une large diffusion de leurs résultats, les chercheurs du projet SURFUNCELL ont créé une plateforme technologique complète à base de matériaux naturels et de processus de production écologiques, simples et évolutifs, qui encourageront la découverte d'autres nouveaux composites. Les démonstrateurs, actuellement à différents stades de développement industriel, inspireront d'autres acteurs à imaginer toujours plus d'applications de la technologie.