Atteindre simultanément la résistance et l’extensibilité constituait un défi de taille pour l’ingénierie des matériaux: pour augmenter la résistance, il fallait perdre de l’extensibilité et inversement. Aujourd’hui, les chercheurs de l’Université Aalto et du VTT ont réussi à relever ce défi en s’inspirant de la nature. La recherche a été publiée dans Science Advances .
Les chercheurs ont créé un tout nouveau matériau biosourcé en collant les fibres de cellulose de bois et la protéine de soie contenue dans les fils d’araignée. Le résultat est un matériau très ferme et résistant qui pourrait être utilisé à l’avenir pour remplacer le plastique, dans les composites biosourcés et dans les applications médicales, les fibres chirurgicales, l’industrie textile et l’emballage.
Selon le professeur Markus Linder de l’Université Aalto , la nature offre d’excellents ingrédients pour la mise au point de nouveaux matériaux, tels que la cellulose solide et facilement disponible et la soie résistante et flexible, telles qu’elles sont utilisées dans cette recherche. L’avantage de ces deux matériaux est que, contrairement au plastique, ils sont biodégradables et ne nuisent pas à la nature de la même manière que les micro-plastiques.
“Nos chercheurs ont juste besoin de pouvoir reproduire les propriétés naturelles”, ajoute Linder, qui dirigeait également la recherche.
«Nous avons utilisé de la pulpe de bouleau, l’avons transformée en nanofibrilles de cellulose et alignée dans un échafaudage rigide. Dans le même temps, nous avons infiltré le réseau cellulosique avec une matrice adhésive de soie d’araignée douce et dissipant l’énergie », a déclaré le chercheur scientifique Pezhman Mohammadi de VTT.
La soie est une protéine naturelle qui est excrétée par des animaux comme les vers à soie et que l’on trouve également dans les fils d’araignée. La soie de toile d’araignée utilisée par les chercheurs de l’Université Aalto ne provient toutefois pas des toiles d’araignées mais est plutôt produite par les chercheurs qui utilisent des bactéries avec de l’ADN synthétique.
‘Parce que nous connaissons la structure de l’ADN, nous pouvons le copier et l’utiliser pour fabriquer des molécules de protéines de soie chimiquement similaires à celles trouvées dans les fils d’araignée. L’ADN contient toutes ces informations », explique Linder.
«Nos travaux illustrent les possibilités nouvelles et polyvalentes d’ingénierie des protéines. À l’avenir, nous pourrions fabriquer des composites similaires avec des blocs de construction légèrement différents et obtenir un ensemble de caractéristiques différent pour d’autres applications. Actuellement, nous travaillons à la fabrication de nouveaux matériaux composites en tant qu’implants, objets résistant aux chocs et autres produits », a déclaré Pezhman.
Ce projet de recherche fait partie des travaux du Centre d’excellence en ingénierie moléculaire des matériaux hybrides biosynthétiques (HYBER).
Source: https://www.aalto.fi- 16/09/19