Dans les cosmétiques, mais aussi dans les textiles, les détergents et dans de nombreux produits du quotidien : les microplastiques sont omniprésents ! On les trouve même dans l’air, l’eau et le sol ainsi que dans le sang des animaux et des humains du monde entier.

Alors que de nombreux industriels recherchent des alternatives à ces produits, des scientifiques du Massachusetts Institute of Technology (MIT), en collaboration avec BASF, proposent de se tourner vers la soie [1].

« L’Union européenne a déjà déclaré que ces microplastiques ajoutés et non biodégradables devaient être éliminés d’ici à 2025. La recherche de substituts appropriés, qui n’existent pas actuellement, est donc en cours », soulignent les chercheurs dans un communiqué.

Fibroïnes de soie

Les chercheurs du MIT se sont intéressés aux propriétés des fibroïnes de soie, qui ont l’avantage de ne pas être solubles dans l’eau tout en restant biodégradables par les enzymes protéolytiques couramment produites par les organismes vivants.

En utilisant des procédés de séchage par pulvérisation et de lyophilisation par pulvérisation ultrasonique, l’équipe d’ingénieurs a conçu et fabriqué des microcapsules à base de soie avec une large gamme de structures.

« En ajustant avec précision l’agencement des chaînes de polymères des matériaux en soie et en ajoutant un tensioactif, il est possible d’affiner les propriétés des revêtements obtenus une fois qu’ils ont séché et durci », expliquent les scientifiques.

Le matériau peut ainsi être hydrophobe (hydrofuge) même s’il est fabriqué et traité dans une solution aqueuse, ou il peut être hydrophile (attirant l’eau), ou avoir n’importe quelle propriété intermédiaire adaptée à une application donnée, il peut être adapté pour réunir les caractéristiques du matériau qu’il doit remplacer.

Récupérer les tissus de soie usagés

Considérée comme sûre dans le domaine alimentaire et médical, la soie est une matière biodégradable et non toxique pour l’organisme. Elle est de surcroît plutôt facile à se procurer dans la mesure où elle peut être extraite des cocons de vers à soie ou être récupérée à partir des chutes de tissus en soie usagés (ou alors de la soie de qualité inférieure, inutilisable pour la fabrication textile).

Actuellement, 90% de la production mondiale de soie a lieu en Chine. Toutefois, c’est en grande partie parce que ce pays a perfectionné la production des fils de soie de haute qualité nécessaires aux tissus. Le procédé développé par les ingénieurs du MIT utilise de la soie en vrac et n’a pas besoin d’un haut niveau de qualité. « La production pourrait facilement être augmentée dans d’autres parties du monde pour répondre à la demande locale si ce procédé venait à être largement utilisé », déclare Benedetto Marelli, professeur de génie civil et environnemental au MIT, co-auteur de l’article.

Il est ainsi possible de réaliser ces encapsulations à partir de cocons de qualité non textile ou même en récupérant la soie de tissus usagés. « Le procédé est simple et peut être mis en œuvre dans des usines déjà existantes », indique Muchun Liu, post-doctorante au MIT et principale auteure de l’étude.

Si d’autres expériences similaires ont été réalisées auparavant avec des matières biodégradables pour remplacer les microplastiques, l’équipe du MIT insiste toutefois sur la nécessité de pouvoir encapsuler des substances actives hautement concentrées pour ouvrir la voie à une utilisation commerciale.

« La seule façon d’avoir un impact est de pouvoir non seulement remplacer un polymère synthétique par un homologue biodégradable, mais aussi d’obtenir des performances identiques, voire meilleures », insiste Benedetto Marelli.

Une petite partie du problème des plastiques

Les micro-plastiques intentionnellement ajoutés aux produits de consommation ne représentent qu’une part de la pollution globale liée aux plastiques (10 à 15% selon l’Agence européenne des produits chimiques), l’essentiel provenant d’autres sources, telles que la dégradation au fil du temps d’objets en plastique plus gros comme les bouteilles et les emballages, et l’usure des pneus de voiture.

« Nous ne résoudrons pas l’ensemble du problème des microplastiques avec une solution unique pour tous les sujets. Dix pour cent d’un grand nombre cela reste un grand nombre », pointe Benedetto Marelli.