Un biopaste visqueux qui est facile à traiter, se solidifie rapidement et convient à la production de buildings même complexes à l’aide du processus d’impression 3D a été développé par une équipe de recherche dirigée par le professeur Dr.Marie-Pierre Laborie de la Chaire de Biomatériaux Forestiers de l’Université de Fribourg. Le synthétique biodégradable à foundation de bois pourrait potentiellement être utilisé dans la building légère, entre autres. Les scientifiques ont publié leurs premiers résultats dans les revues Used Bio Materials et Biomacromolecules.



La lignine renforce les parois cellulaires des plantes et les fait devenir ligneuses (lignifiées) – un mécanisme qui aide les plantes à se protéger du vent ou des ravageurs. C’est un déchet de la fabrication du papier et largement incinéré pour produire de la bioénergie. « C’est pourquoi nous recherchons des possibilités alternatives pour mieux utiliser cette matière première à l’avenir », déclare Laborie. En conséquence, l’équipe a commencé à réexaminer une combinaison de matériaux qui avait déjà été étudiée dans les années 1980 par une équipe de recherche américaine. Dans ce système, les cristaux liquides à foundation de cellulose, principal composant des parois cellulaires végétales, assurent non seulement la solidité mais aussi les bonnes propriétés d’écoulement du biopaste. L’autre composant, la lignine, peut « coller » la microstructure dans le processus de création du biosynthétique, comme l’a découvert Robert Gleuwitz dans sa thèse de doctorat. Son orientation détermine ensuite les caractéristiques du biosynthétique: par exemple, il peut répondre de manière plus rigide ou plus flexible, selon la route d’où provient la pressure.

Des travaux de recherche supplémentaires seront cependant nécessaires jusqu’à ce qu’une software industrielle soit feasible, par exemple en tant que composite dans une construction légère. Jusqu’à présent, l’équipe a utilisé de la lignine exceptionnellement pure qui est produite dans une bioraffinerie pilote au Fraunhofer Centre for Chemical-Biotechnological Procedures (CBP) à Leuna – si les déchets de l’industrie du papier peuvent également être directement traités doit encore être recherché . Comme le montre Lisa Ebers dans sa thèse de doctorat, les caractéristiques du biosynthétique peuvent également être modifiées de nombreuses manières, par exemple en traitant chimiquement ou en faisant varier les composants: les essais à ce jour ont utilisé de la lignine de hêtres – si elle est obtenue à partir d’autres plantes il aura des caractéristiques matérielles légèrement différentes telles que des cristaux liquides différents, même s’ils sont tous à base de cellulose. Les rapports de quantité optimaux diffèrent également en fonction de l’application prévue. De in addition, les chercheurs vont bientôt tester une utilisation achievable totalement différente: la qualité du sol peut être analysée à l’aide du matériau biosourcé. Cela se fait en étudiant la dégradabilité de la lignine et de la cellulose dans divers styles de sols.



Les résultats sont issus d’un projet de recherche du Sustainability Heart Freiburg et de la Fraunhofer Modern society. Les essais de recherche et d’impression 3D ont eu lieu en coopération avec le professeur Dr.Dr Christian Friedrich et le Dr Gopakumar Sivasankarapillai au Centre de recherche sur les matériaux de Fribourg (FMF) de l’Université de Fribourg et avec le Dr Gilberto Siqueira dans les laboratoires fédéraux suisses pour Essais et recherche sur les matériaux (EMPA) à Dübendorf, Suisse.