Des scientifiques allemands et néerlandais recherchent de nouvelles technologies respectueuses de l'environnement.PLAMatériaux. L'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. Pour l'instant, ces produits sont généralement fabriqués en polycarbonate ou en PMMA.
Des scientifiques souhaitent trouver un plastique biosourcé pour fabriquer des phares de voiture. Il s'avère que l'acide polylactique est un matériau candidat idéal.
Grâce à cette méthode, les scientifiques ont résolu plusieurs problèmes auxquels sont confrontés les plastiques traditionnels : premièrement, se tourner vers les ressources renouvelables peut alléger efficacement la pression causée par le pétrole brut sur l'industrie des plastiques ; deuxièmement, cela peut réduire les émissions de dioxyde de carbone ; troisièmement, cela implique la prise en compte de l'ensemble du cycle de vie du matériau.
« L'acide polylactique présente non seulement 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 surmontent est l'application de l'acide polylactique dans les domaines liés aux LED. Les LED sont reconnues pour être une source lumineuse efficace et respectueuse de l'environnement. « La durée de vie extrêmement longue et le rayonnement visible, comme la lumière bleue des lampes LED, imposent des exigences élevées aux matériaux optiques », explique Huber. C'est pourquoi il est essentiel d'utiliser des matériaux extrêmement durables. Le problème est que le PLA ramollit vers 60 degrés. Or, les lampes LED peuvent atteindre des températures allant jusqu'à 80 degrés en fonctionnement.
La cristallisation de l'acide polylactique est une autre difficulté majeure. À environ 60 degrés, l'acide polylactique forme des cristallites qui brouillent la lumière. Les scientifiques souhaitaient trouver un moyen d'éviter cette cristallisation ou de rendre le processus de cristallisation plus contrôlable, afin que la taille des cristallites formées 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 les propriétés du matériau, notamment son état de fusion et sa cristallisation. Huber est chargé d'étudier dans quelle mesure les additifs, ou l'énergie de rayonnement, peuvent améliorer les propriétés des matériaux. « Nous avons spécialement conçu un système de diffusion de la lumière aux petits angles afin d'étudier la formation des cristaux ou les processus de fusion, processus qui ont un impact significatif sur la fonction optique », explique Huber.
Outre les connaissances scientifiques et techniques, le projet pourrait générer des retombées économiques significatives après sa mise en œuvre. L'équipe prévoit de remettre sa première feuille de réponses d'ici fin 2022.
Date de publication : 9 novembre 2022