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Des chercheurs viennent de mettre au point un matériau un peu particulier. Surnommé « plastique vivant », il est à même de s’autodétruire une fois sa mission terminée.
Mais comment est-ce possible ? Eh bien pour faire simple, les chercheurs ont intégré des microbes directement dans le plastique. Ces derniers pourront ensuite dégrader le matériau quand on le décide.
Comme l’explique le chercheur Zhuojun Dai, ce type de matériau pourrait littéralement « prendre vie » et s’autodétruire selon les besoins.
Ce résultat s’appuie sur un phénomène bien connu. Certains microbes produisent des enzymes capables de casser les longues chaînes de polymères. Comme le plastique est lui-même composé de ces chaînes, intégrer directement ces enzymes devient une piste logique pour créer des matériaux « programmables ».
Pour tester leur invention, l’équipe a fabriqué une électrode portable à partir de ce plastique nouvelle génération. L’appareil a parfaitement fonctionné, avant de disparaître complètement en deux semaines sans laisser de traces.
Le plastique, un vrai problème pour l’environnement
L’idée d’un plastique vivant est née d’un constat simple. Ces matériaux durent extrêmement longtemps. Contrairement à leurs usages, qui eux, sont très courts. Et pourtant, leur résistance à la décomposition pose aujourd’hui de sérieux problèmes environnementaux.
Les progrès récents en biologie synthétique ouvrent de nouvelles pistes. Notamment avec des plastiques intégrant des spores dormantes.
Ces spores jouent un rôle clé. Tant qu’elles restent inactives, le plastique conserve ses propriétés et peut être utilisé normalement. Et une fois activées, elles déclenchent la dégradation du matériau.
Seulement, jusqu’ici, il y avait un comble. Le manque d’efficacité avec des souches isolées ou des systèmes reposant sur une seule enzyme. Alors cette fois, les chercheurs s’y sont pris autrement.
Au cœur des plastiques vivants, on retrouve un mélange entre polymères et micro-organismes.
Le secret de la disparition propre et nette
Pour contourner cette limite, l’équipe a en effet opté pour une approche collaborative. Elle a conçu un plastique intégrant un véritable consortium de micro-organismes. Concrètement, des bactéries Bacillus subtilis ont été modifiées pour produire deux enzymes complémentaires.
La première agit comme une sorte de broyeur, découpant les longues chaînes polymères de manière aléatoire. La seconde prend le relais en dégradant progressivement ces fragments jusqu’à leurs composants de base.
Ce duo fonctionne avec une précision redoutable, notamment grâce à un mécanisme déclenché par le stress oxydatif.
Les chercheurs ne se sont pas arrêtés là. Ils ont aussi utilisé ce bioplastique pour créer des dispositifs électroniques flexibles et biodégradables.
Ces derniers sont à même de capter des signaux électromyographiques humains. Ce qui ouvre la porte à des applications dans la santé ou les objets connectés.
Une autodestruction à la demande
Pour fabriquer ce matériau, l’équipe a mélangé des spores dormantes de Bacillus subtilis avec du polycaprolactone. Un polymère déjà utilisé en impression 3D et dans certaines sutures médicales. Cette combinaison protège les microbes jusqu’à leur activation.
Le plastique obtenu présente des propriétés mécaniques très proches de celles des matériaux classiques. Mais tout change lorsqu’on lui ajoute un environnement nutritif chauffé à 50 °C. À ce moment précis, les spores s’activent et enclenchent la décomposition complète du plastique en moins d’une semaine.
Le plus impressionnant, c’est l’efficacité de la coopération enzymatique. Non seulement le matériau disparaît rapidement. Mais il ne génère aucun résidu indésirable.
Ceci fait, la suite s’annonce tout aussi ambitieuse. L’équipe envisage de développer un dispositif en mesure de libérer ces spores directement dans l’eau, là où une grande partie des déchets plastiques finit sa course.
Même si les travaux actuels se concentrent sur un seul type de polymère, la méthode pourrait être adaptée à d’autres plastiques. Notamment ceux à usage unique.
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