Production d’adsorbants à partir de déchets plastiques pour la captation de l’eau atmosphérique

Des chimistes des matériaux de l’Université de Vienne ont trouvé un moyen de donner une seconde vie aux déchets plastiques. Grâce à cette méthode, plusieurs types de plastiques différents peuvent être transformés en réseaux de qui captent l’eau dans l’air. Ces matériaux peuvent absorber l’eau même dans les climats secs, et celle-ci peut être libérée à nouveau à l’aide de sources de chaleur modérées telles que la lumière du .La nouvelle étude propose une seconde vie au plastique en tant qu’adsorbant utilisé pour extraire l’eau de l’air.

Les matériaux d’emballage en plastique usagés peuvent être transformés en produits utiles

Grâce à cette méthode, les déchets d’emballages en plastique, les anciens CD et même les pièces de LEGO peuvent être transformés en matériaux capables d’absorber d’importantes quantités d’humidité présente dans l’air. Certains plastiques sont constitués de polymères aromatiques dont la structure moléculaire contient des cycles formés par six atomes de carbone. Ces cycles offrent les points d’attachment appropriés pour relier entre elles les chaînes polymères et former un réseau poreux possédant de petites cavités internes. Selon la communication, un traitement ultérieur à l’acid sulfurique ajoute des groupes acides sulfoniques capables d’attirer l’eau, même depuis un air relativement sec. Les chercheurs ont réussi à produire ces éponges moléculaires hydrophiles en utilisant comme matière première diverses matières premières d’emballage en polystyrène, d’anciens CD en polycarbonate et des pièces de LEGO en acrylonitrile-butadiène-styrène. Selon la même communication, ils ont également traité avec succès un mélange de déchets plastiques sélectionné, un résultat qui démontre la polyvalence de la méthode entre ces différentes matières premières. Les résultats publiés dans Chem Circularity ouvrent la voie à la transformation de divers déchets plastiques aromatiques en matériaux fonctionnels capables d’absorber l’humidité atmosphérique. La possibilité de traiter un mélange offre des opportunités de réduire les exigences de tri dans les flux de déchets compatibles. Le transfert de cette méthode hors du laboratoire nécessite l’évaluation des matières premières variables, de la récupération du solvant et des réactifs, des coûts de production et des impacts environnementaux, ainsi que l’examen de l’intégration avec les appareils et de la durabilité à long terme. La prise en compte de ces questions déterminera dans quelle mesure cette seconde vie donnée aux déchets plastiques pourra contribuer à la gestion cyclique des matériaux et à la ressource en eau.

Éponge fabriquée à partir de polystyrène à usage général

L’équipe a démontré que l’éponge, fabriquée à partir de polystyrène à usage général utilisé pour produire les couverts jetables et les étuis de CD, peut adsorber jusqu’à près de 60 % de son propre poids en eau dans un environnement humide, et jusqu’à 20 % dans des conditions sèches et semblables à celles d’un désert. L’eau peut être libérée puis récupérée à l’aide de sources de chaleur modérées telles que la lumière du soleil ; la majeure partie des opérations d’adsorption et de désorption s’effectuent en moins d’une heure. Les éponges résistent bien à ce cycle, ce qui signifie qu’elles peuvent être réutilisées à plusieurs reprises pour produire de l’eau. L’équipe a souligné que cette dernière étude ouvre la voie à la transformation de différents plastiques aromatiques usagés, y compris des mélanges de matières premières plastiques, en matériaux efficaces pour la production d’eau à partir de l’air. Des travaux sont en cours pour évaluer les performances à long terme des éponges ainsi que leurs besoins totaux en ressources.« Nous illustrons cette approche à l’aide de plastiques aromatiques usagés issus des emballages, des disques compacts et des pièces de LEGO. La réticulation hyperet le sulfonation transforment ces matériaux de départ en réseaux polymères capables de capter l’eau, offrant ainsi une seconde durée de vie aux polymères existants sans les décomposer préalablement en monomères », ont déclaré les chercheurs dans leur étude.