Des nanofibres végétales aussi solides que l'acier

Un chercheur de l'université de Toronto a extrait du bois, du blé, du maïs, du chanvre et du lin des nanofibres aussi solides que l'acier. En combinant ces fibres mille fois plus fines qu'un cheveu à un polymère, il a obtenu un nouveau matériau léger, résistant et écologique pouvant servir dans la construction de bâtiments, l'industrie automobile et l'aérospatiale.

Les tonnes de résidus issus de la coupe du bois et des usines de papier, les tiges de plants de blé et de maïs, le chanvre, le lin, le navet et le rutabaga composent la matière première à partir de laquelle Mohini Sain, ingénieur chimique à la faculté de foresterie de l'Université de Toronto, tire ces microfibres de cellulose, constituant principal des parois ces cellules végétales. Par un processus chimique, il élimine d'abord les composés indésirables, comme la pectine et la lignine, pour ne conserver que la cellulose. Celle-ci est ensuite soumise à plusieurs traitements cryomécaniques consistant à bombarder les membranes végétales à basses températures

(- 20 °C) afin de les faire éclater et de libérer les fibres nanométriques. Lesquelles mesurent entre 20 et 60 nanomètres ou milliardièmes de mètre de diamètre et une centaine de microns de longueur.

«À ces microfibrilles, on joint des biopolymères ou des plastiques synthétiques. On coule le tout dans des moules et on obtient ainsi un matériau très rigide et résistant, explique Mohini Sain. La rigidité et la force de ce matériau sont comparables à celles des plastiques contenant une grande quantité de fibres de verre.»

L'incorporation de 5 à 10 % de nanofibres végétales aux polymères accroît la résistance à la déformation et la solidité du matériau, qui peut alors supporter de plus lourdes charges. Un tel matériau permet d'envisager son utilisation pour la fabrication des tableaux de bord dans les automobiles, les ailes d'avion, voire des articles de sport comme des canots, des raquettes et des skis.

De faible densité, ce nouveau matériau demeure léger lorsqu'il est mouillé comparativement à plusieurs autres matériaux. «On espère aussi le produire à meilleurs coûts», ajoute le chercheur.

«Comme la matière première est une ressource renouvelable, sa préparation nécessite moins d'énergie que la formation de la fibre de verre par exemple, prétend-il. Cette économie d'énergie en fait un matériau vert [écologique], surtout si on lui adjoint un biopolymère, comme l'acide polylactique [polymère à base d'acide lactique].»

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