Hervé Henry
La colle maintient le monde ensemble. Sans adhésifs, une grande partie de la civilisation humaine moderne – y compris nos téléphones portables, nos voitures, nos meubles, nos murs et les colis qui arrivent à notre porte – s’effondrerait tout simplement.
Le problème avec tous ces adhésifs, c’est qu’ils ne sont pas durables. Une équipe de chimistes de l’Université Purdue dirigée par Jonathan Wilker, professeur de chimie au Collège des sciences et de génie des matériaux, vise à changer cela avec un nouveau système adhésif totalement sturdy. Les conclusions de l’équipe ont été publiées dans un report paru dans Character.
“Nos adhésifs actuels créent toutes sortes de problèmes environnementaux”, a déclaré Wilker. “Presque toutes les colles sont à base de pétrole et ne se dégradent pas. Les matériaux liés dans nos produits restent collés ensemble. Par conséquent, nous ne pouvons pas recycler la plupart des matériaux que nous mettons dans nos bacs de recyclage. Les produits jetés resteront dans les décharges pendant des siècles et, parfois, contribuent aux microplastiques océaniques.
Wilker et son laboratoire ont passé des années à étudier la science des substances collantes, à analyser les animaux marins qui adhèrent, comme les moules et les huîtres, et à essayer de créer de meilleurs adhésifs, durables et abordables, qui fonctionnent aussi bien que n’importe quelle colle achetée en quincaillerie. Il a dans son laboratoire un tiroir rempli de ces colles commerciales qui dégagent une odeur forte et familière.
“Ces produits pétrochimiques volatils contenus dans ces colles peuvent être toxiques, ce qui constitue un autre problème avec les technologies actuelles”, a déclaré Wilker. Un exemple est le contreplaqué, un matériau de design courant, formé de morceaux de bois maintenus ensemble avec des adhésifs à base de formaldéhyde. Les maisons nouvellement construites dégagent du formaldéhyde, exposant les résidents à ce cancérigène.
Ces substances sont nocives tant pour l’environnement que pour la santé humaine. Cependant, les particuliers et les entreprises sont habitués à utiliser des adhésifs traditionnels ils sont solides, faciles à produire et relativement peu coûteux. Tout nouvel adhésif doit fonctionner au moins aussi bien que les produits traditionnels, c’est pourquoi Wilker preserve ce tiroir : pour les tester, côte à côte, contre des substances innovantes.
“En étudiant comment la nature fabrique des adhésifs, nous apprenons à concevoir de nouvelles technologies pour notre société foreseeable future”, a déclaré Wilker. “Compte tenu de tous les problèmes générés par les colles actuelles, nous nous sentons obligés de créer quelque chose de mieux. Idéalement, les nouveaux adhésifs seront d’origine biologique et non toxiques. Les résistances doivent être aussi élevées que celles des produits actuels. Ensuite, nous aimerions les lier fortement lorsque ”
Après une série d’expériences sur une gamme de différents ingrédients biologiques et durables, l’équipe a opté pour l’huile de soja époxydée comme composant principal. L’huile de soja époxydée est déjà produite à grande échelle dans le monde. Pour leur travail, le moreover petit contenant qu’ils pouvaient acheter était un fût de 55 gallons de material. Comme chaque expérience utilise juste un peu d’huile de soja époxydée, le niveau dans leur fût n’a baissé que de quelques centimètres après plusieurs années de exams.
Wilker et son équipe ont ajouté l’huile de soja époxydée à l’acide malique, un composé surtout connu pour donner aux pommes leur saveur acidulée. Ensuite, ils ont ajouté de l’acide tannique, pour fournir un aspect de la chimie que les moules utilisent pour se fixer aux rochers et entre elles. L’acide tannique est un composant des tanins, commun dans les arbres, le vin rouge et le thé noir. Ces trois ingrédients s’additionnent pour créer un adhésif peu coûteux, efficace, évolutif, pratique à produire et totalement tough.
“Si vous combinez ces composants dans les bonnes situations, vous pouvez fabriquer des adhésifs aussi résistants que les époxy”, a déclaré Wilker. Les époxy sont généralement considérés comme la classe d’adhésifs la additionally performante. “Tous les composants sont d’origine biologique, sûrs et déjà disponibles sur les balances des wagons. L’avantage est que l’adhésif est facile à fabriquer. En gros, vous pouvez mélanger et chauffer les composants.” D’autres composés d’origine biologique peuvent également être utilisés avec de l’huile de soja époxydée, générant ainsi toute une famille de nouveaux adhésifs durables.
Pour tester les performances de l’adhésif, les scientifiques ont collé des objets – bois, plastiques ou métaux – puis ont utilisé un instrument pour rompre les liens et mesurer les forces. Dans de nombreux cas, leurs nouveaux adhésifs ont bien résisté, parfois aussi performants, voire meilleurs, que les adhésifs toxiques traditionnels tels que la superglue et l’époxy. Des recherches moreover approfondies permettront d’affiner le système et de travailler à maximiser les impacts sociétaux et environnementaux dans des domaines allant des improvements médicales aux matériaux industriels en passant par l’emballage. Les improvements de leur équipe pourraient ouvrir la voie à un système in addition resilient pour maintenir la cohésion du monde.
Wilker a divulgué ses adhésifs au Purdue Innovates Workplace of Know-how Commercialization, qui a déposé une demande de brevet pour protéger la propriété intellectuelle. Cette recherche a été soutenue par l’Office of Naval Analysis.
