Imaginez les usines. Mais pas les bruyants et enfumés. Pensez aux chars silencieux. Réservoirs vivants.
Le plastique est cassé. Il se fissure en micro-fragments qui persistent dans nos intestins, nos océans et notre air. BPA, phtalates, substances cancérigènes : la liste de ce que le plastique laisse derrière elle est longue et désagréable. Nous avons besoin d’autre chose. Quelque chose qui grandit.
Des chercheurs de l’Université Rice et de l’Université de Houston l’ont découvert. Ou plutôt, ils l’ont enseigné.
Ils ont mis au point une nouvelle technique de fabrication de la cellulose bactérienne. Ce produit n’est pas fabriqué dans un flacon de laboratoire par un humain ; c’est tissé par des microbes. Et lorsqu’il est bien fait, il rivalise avec l’acier et le verre. Les résultats ont été publiés dans Nature Communications. La prémisse ? Évolutif. Fort. Un remplacement pour le monde du plastique à usage unique que nous avons construit.
Les cellules dansantes fabriquent des feuilles plus solides
Normalement, les fibres de cellulose bactérienne poussent à l’état sauvage. Au hasard. Comme un tumbleweed pris dans la brise. Une croissance aléatoire signifie des structures faibles. Il ne résiste pas au stress.
Muhammad Maksud Rahman dirigeait l’équipe. Il est professeur adjoint à l’UH et adjoint à Rice. Il connaît les matériaux. Il savait que le problème était le chaos. Ainsi, son équipe, dont le premier auteur M.A.S.R. Saadi, un doctorant, a construit un bioréacteur rotatif.
Ce n’est pas un vaisseau statique. Ça tourne. Cela force les bactéries à se déplacer.
« Nous leur demandons d’emménager dans un endroit précis », explique Saadi.
Les bactéries obéissent. Leur mouvement aligne les nanofibrilles de cellulose. Pensez-y comme si vous aplanissiez une ride au niveau moléculaire. Le résultat ? Feuilles avec des résistances à la traction jusqu’à 436 mégapascals. C’est fort. Vraiment fort. Pour un biopolymère.
Ils ne se sont pas arrêtés là. Ils ont ajouté des feuilles de nanonitrure de bore. Nous parlons désormais de matériaux hybrides. La force est passée à environ 553 mégapascals. C’est aussi flexible. Pliable. Transparent. Et il supporte la chaleur. Genre, trois fois plus rapide que les échantillons témoins. La dissipation est la clé. Si votre téléphone ne chauffe pas ou si vos appareils électroniques ne fondent pas, vous avez un gagnant.
Pas seulement fort, mais intelligent
Est-ce juste une autre curiosité de laboratoire ? Non. Saadi a qualifié le processus de « formation d’une cohorte bactérienne disciplinée ». J’aime cette image. Bactéries dans les exercices de marche.
L’alignement se produit pendant la croissance. C’est une seule étape. Pas de post-traitement compliqué. C’est la magie. L’évolutivité mange généralement l’efficacité au petit-déjeuner, pas ici. Vous pouvez modifier les additifs. Personnalisez la sortie.
Shyam Bhakta de Rice a aidé pour la biologie. Pulickel Ajayan et Matteo Pasquali ont contribué à la science des matériaux. C’est interdisciplinaire. travail humain désordonné, parfaitement coordonné.
Concrètement, qu’est-ce que cela remplace ?
- Composants structurels
- Systèmes de gestion thermique
- Emballage
- Électronique verte
- Textiles
- Stockage d’énergie
Le plastique est partout. Ce matériel peut y aller aussi. Sauf qu’il ne laisse pas de débris toxiques derrière lui. Rahman envisage que ces feuilles deviennent omniprésentes. Il veut voir la fin de la domination du plastique. C’est ambitieux. Peut-être trop ambitieux pour demain, mais les données scientifiques sont solides.
Nous finançons ce travail par le biais de la NSF, du U.S. Endowment for Forests and Communities et de la Welch Foundation. Les opinions sont les leurs, pas nécessairement celles des bailleurs de fonds.
Nous y sommes donc. Une feuille solide et transparente fabriquée par des microbes qui écoutent un réservoir en rotation. Il absorbe mieux la chaleur que le métal. C’est plus résistant que certaines céramiques. Et ça pourrit sans empoisonner le sol.
Les usines pourraient rester silencieuses pour le moment. Mais les chars tournent déjà. Les laisserons-nous remplir le monde ?
