Des scientifiques allemands et néerlandais mènent des recherches sur de nouvelles technologies respectueuses de l'environnement.PLAL’objectif est de développer des matériaux durables pour des applications optiques telles que les phares automobiles, les lentilles, les plastiques réfléchissants ou les guides de lumière. Actuellement, ces produits sont généralement fabriqués en polycarbonate ou en PMMA.
Des scientifiques cherchent un plastique biosourcé pour fabriquer des phares de voiture. Il s'avère que l'acide polylactique est un matériau candidat prometteur.
Grâce à cette méthode, les scientifiques ont résolu plusieurs problèmes auxquels sont confrontés les plastiques traditionnels : premièrement, le recours aux ressources renouvelables permet d’atténuer efficacement la pression exercée par le pétrole brut sur l’industrie des plastiques ; deuxièmement, il permet de réduire les émissions de dioxyde de carbone ; troisièmement, il implique la prise en compte de l’ensemble du cycle de vie du matériau.
« Non seulement l’acide polylactique présente des avantages en termes de durabilité, mais il possède également de très bonnes propriétés optiques et peut être utilisé dans le spectre visible des ondes électromagnétiques », explique le Dr Klaus Huber, professeur à l’université de Paderborn en Allemagne.
Actuellement, l'une des difficultés que les scientifiques s'efforcent de surmonter concerne l'application de l'acide polylactique (PLA) dans le domaine des LED. Les LED sont reconnues comme des sources lumineuses efficaces et respectueuses de l'environnement. « En particulier, leur durée de vie extrêmement longue et le rayonnement visible, notamment la lumière bleue des lampes LED, imposent des exigences élevées aux matériaux optiques », explique Huber. C'est pourquoi il est indispensable d'utiliser des matériaux extrêmement résistants. Le problème est le suivant : le PLA ramollit aux alentours de 60 degrés. Or, les LED peuvent atteindre des températures de 80 degrés en fonctionnement.
Une autre difficulté majeure réside dans la cristallisation de l'acide polylactique. Ce dernier forme des cristallites aux alentours de 60 degrés, ce qui rend le matériau flou. Les scientifiques cherchaient un moyen d'éviter cette cristallisation, ou du moins de mieux contrôler le processus, afin que la taille des cristallites formés n'affecte pas la lumière.
Au laboratoire de Paderborn, les scientifiques ont d'abord déterminé les propriétés moléculaires de l'acide polylactique afin de modifier celles du matériau, notamment son état de fusion et sa cristallisation. Huber est chargé d'étudier dans quelle mesure des additifs ou l'énergie du rayonnement peuvent améliorer les propriétés des matériaux. « Nous avons conçu un système de diffusion de la lumière aux petits angles spécifiquement pour étudier la formation des cristaux et les processus de fusion, des processus qui ont un impact significatif sur les propriétés optiques », a expliqué Huber.
Outre les connaissances scientifiques et techniques, le projet pourrait générer d'importants bénéfices économiques après sa mise en œuvre. L'équipe prévoit de remettre son premier corrigé d'ici la fin de 2022.
Date de publication : 9 novembre 2022