Des fibres de celluloses aussi résistantes que l'acier

Des scientifiques ont créé des fils à base de cellulose extrêmement résistants. Une avancée technologique qui pourrait permettre de nouvelles applications dans la production de l'industrie papetière ainsi que dans le recyclage du papier.

Une équipe de chercheurs suédois et allemands a testé avec succès en Allemagne, un nouveau procédé de production de fibres de cellulose ultra-solides. Ce nouveau procédé est publié dans la revue scientifique Nature Communications.

"Rapporté à leur poids, nos fils sont plus forts que l'aluminium et l'acier", affirme le principal auteur le professeur Fredrik Lundell du Wallenberg Wood Science Center de l'Institut royal de technologie suédois, le KTH.

Le procédé de fabrication emploie de minuscules fibrilles de cellulose issues de bois frais. Ces microfibrilles sont placées dans des canaux irrigués par des jets d'eau qui les accélèrent. "Suite à l'accélération, toutes les fibrilles se rangent de façon plus ou moins parallèles à l'écoulement" explique le co-auteur Stephan Roth.
Par ailleurs, du sel est ajouté. "Le sel permet aux fibrilles de se fixer les unes aux autres, en verrouillant ainsi la structure du futur filament." Les filaments humides sont ensuite laissés quelques minutes à l'air pour sécher. En se rétractant, ils forment une fibre très solide.

Le matériau obtenu est doté d'une rigidité extrême, d'origine biologique et biodégradable. Le potentiel de ces micro-fibrilles pourrait permettre la fabrication de biomatériaux de haute performance.

"Le vrai défi, cependant, est de rendre les matériaux à base biologique d'une rigidité extrême qui pourrait les rendre utilisables pour les pales d'éoliennes, par exemple. Avec de nouvelles améliorations, avec un meilleur alignement des fibrilles, ce sera possible."

Pour leurs expériences, les chercheurs ont utilisé des micro-fibrilles extraites du bois frais. "En principe, il devrait être possible d'obtenir des fibrilles à partir de papier recyclé," explique Lundell. Mais il met en garde : "Le potentiel de matériau recyclé dans ce contexte nécessite d'autres investigations."

 

Nom de l'étude : Håkansson, K. M. O. et al. Hydrodynamic alignment and assembly of nanofibrils resulting in strong cellulose filaments. Nat. Commun. 5:4018 doi: 10.1038/ncomms5018 (2014).

 

Vue d'artiste de la production de fibres de celluloses ultra-résistantes. (Crédit photo : DESY/Eberhard Reimann)

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