Transformer les mouches en plastiques dégradables
Imaginez que vous utilisiez des insectes comme source de produits chimiques pour fabriquer des Plastiques qui peuvent se biodégrader plus tard - avec l'aide de ce même type d'insecte. Ce concept est plus proche de la réalité que vous ne le pensez. Les chercheurs décriront les progrès réalisés à ce jour, notamment l'isolement et la purification de produits chimiques dérivés d'insectes et leur conversion en bioplastiques fonctionnels.
Les mouches soldat noires sont une bonne source de produits chimiques pour la fabrication de bioplastiques.
Cassidy Tibbetts
"Depuis 20 ans, mon groupe développe des méthodes pour transformer les produits naturels - tels que le glucose obtenu à partir de la canne à sucre ou des arbres - en polymères dégradables et digestibles qui ne persistent pas dans l'environnement", explique Karen Wooley, Ph.D., chercheuse principale du projet. "Mais ces produits naturels sont récoltés à partir de ressources qui sont également utilisées pour l'alimentation, le carburant, la construction et le transport.
Wooley a donc commencé à chercher des sources alternatives qui n'auraient pas ces applications concurrentes. Son collègue Jeffery Tomberlin, docteur en sciences, lui a suggéré d'utiliser les déchets issus de l'élevage des mouches soldat noires, une industrie en pleine expansion qu'il a contribué à développer.
Les larves de ces mouches contiennent de nombreuses protéines et d'autres composés nutritifs, de sorte que les insectes immatures sont de plus en plus élevés pour l'alimentation animale et la consommation de déchets. Cependant, les adultes ont une courte durée de vie après leur période de reproduction et sont ensuite jetés. À la suggestion de Tomberlin, ces carcasses d'adultes sont devenues la nouvelle matière première de l'équipe de Wooley. "Nous prenons quelque chose qui est littéralement un déchet et nous en faisons quelque chose d'utile", explique Cassidy Tibbetts, une étudiante diplômée qui travaille sur le projet dans le laboratoire de Wooley à l'université A&M du Texas.
En examinant les mouches mortes, Cassidy Tibbetts a constaté que la chitine en était un composant majeur. Ce polymère non toxique, biodégradable et à base de sucre renforce la carapace, ou exosquelette, des insectes et des crustacés. Les fabricants extraient déjà la chitine des carapaces de crevettes et de crabes pour diverses applications, et Mme Tibbetts a appliqué des techniques similaires en utilisant des rinçages à l'éthanol, une déminéralisation acide, une déprotéinisation basique et une décoloration à l'eau de Javel pour l'extraire et la purifier à partir des carcasses d'insectes. Selon elle, la poudre de chitine obtenue à partir de mouches est probablement plus pure, car elle n'a pas la couleur jaunâtre et la texture grumeleuse du produit traditionnel. Elle note également que l'obtention de chitine à partir de mouches pourrait permettre d'éviter les problèmes liés à certaines allergies aux fruits de mer. D'autres chercheurs isolent la chitine ou les protéines des larves de mouches, mais Mme Wooley affirme que son équipe est la première, à sa connaissance, à utiliser la chitine de mouches adultes rejetées, qui, contrairement aux larves, ne sont pas utilisées pour l'alimentation.
Tandis que Mme Tibbetts continue d'affiner ses techniques d'extraction, Hongming Guo, un autre étudiant diplômé du laboratoire de Mme Wooley, convertit la chitine de mouche purifiée en un polymère similaire, le chitosane. Pour ce faire, il élimine les groupes acétyles de la chitine. Cela expose des groupes aminés chimiquement réactifs qui peuvent être fonctionnalisés et ensuite réticulés. Ces étapes transforment le chitosane en bioplastiques utiles tels que les hydrogels superabsorbants, qui sont des réseaux de polymères en 3D qui absorbent l'eau.
Guo a produit un hydrogel capable d'absorber 47 fois son poids en eau en seulement une minute. Ce produit pourrait être utilisé dans les sols cultivés pour capter les eaux de crue, puis libérer lentement l'humidité lors des sécheresses ultérieures, explique M. Wooley. "Ici, au Texas, nous sommes constamment en situation d'inondation ou de sécheresse", explique-t-elle. "J'ai donc essayé de réfléchir à la manière de fabriquer un hydrogel superabsorbant qui pourrait résoudre ce problème". Et comme l'hydrogel est biodégradable, il devrait progressivement libérer ses composants moléculaires sous forme de nutriments pour les cultures.
Cet été, l'équipe lance un projet visant à décomposer la chitine en glucosamines monomères. Ces petites molécules de sucre seront ensuite utilisées pour fabriquer des bioplastiques, tels que les polycarbonates ou les polyuréthanes, qui sont traditionnellement fabriqués à partir de produits pétrochimiques. La mouche soldat noire contient également de nombreux autres composés utiles que le groupe prévoit d'utiliser comme matériaux de départ, notamment des protéines, de l'ADN, des acides gras, des lipides et des vitamines.
Les produits fabriqués à partir de ces éléments chimiques sont destinés à se dégrader ou à être digérés lorsqu'ils sont jetés, de sorte qu'ils ne contribuent pas au problème actuel de la pollution par les plastiques. La vision de Wooley pour ce processus l'alignerait sur le concept d'économie durable et circulaire : "En fin de compte, nous aimerions que les insectes mangent les déchets plastiques comme source de nourriture, puis nous les récolterions à nouveau et collecterions leurs composants pour fabriquer de nouveaux plastiques", explique-t-elle. "Les insectes ne seraient donc pas seulement la source, mais ils consommeraient également les plastiques mis au rebut.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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