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Plastiques du sucre
Les chercheurs de Laboratoire national du nord-ouest du Pacifique (PNNL) ont mis au point une méthode simple et peu coûteuse pour convertir directement le glucose en un produit chimique pouvant être utilisé pour fabriquer du polyester et d'autres plastiques, des produits chimiques industriels et même des carburants.
Synthèse du sucre : Les chercheurs du Pacific Northwest National Laboratory ont franchi une étape importante vers l'objectif des sucres d'origine végétale pour remplacer les composés à base de pétrole qui sont actuellement utilisés pour fabriquer du polyester et d'autres plastiques, des produits chimiques industriels et des carburants. Ils ont développé un procédé catalytique simple et peu coûteux pour convertir directement le glucose en une matière première chimique polyvalente.
Le pétrole est couramment utilisé pour fabriquer des plastiques et divers produits chimiques, tels que des engrais et des solvants. Mais les chercheurs essaient de trouver un moyen simple et abordable de convertir les sucres, y compris le glucose et le fructose, dans les plantes en composés qui peuvent remplacer les matières premières du pétrole. En cas de succès, une telle technologie pourrait utiliser un produit chimique à base de maïs, de pommes de terre et même d'herbe pour remplacer ceux dérivés du pétrole.
Alors que des études antérieures ont montré diverses façons de convertir chimiquement le fructose et le glucose en intermédiaires plastiques et même en carburants, ces processus de conversion sont compliqués et coûteux, et ne sont efficaces que pour convertir le fructose. Le glucose est un sucre beaucoup plus courant car il peut être dérivé directement de l'amidon et de la cellulose, tous deux abondants dans la matière végétale. Le principal goulot d'étranglement a été d'utiliser l'élément constitutif le plus abondant de la nature, qui est le glucose, dit Z. Conrad Zhang , un scientifique de l'Institut de catalyse interfaciale de PNL, qui a dirigé les travaux.
Zhang et ses collègues ont développé un procédé de catalyse pour transformer les sucres en un composé organique appelé hydroxyméthylfurfural, ou HMF, qui peut être converti en polyester et en carburant de type diesel. La technique, que les chercheurs décrivent dans l'article de la semaine dernière La science , produit près de 90 % de HMF à partir du fructose et 70 % à partir du glucose.
Le rendement du fructose est similaire à celui rapporté dans le passé par d'autres groupes de recherche, dit Zhang. Mais il affirme que son processus est plus simple, impliquant moins d'étapes, ce qui le rendrait plus rentable. Les méthodes précédentes utilisent un catalyseur acide et les réactions chimiques ont lieu dans une solution à base d'eau, produisant des niveaux élevés d'impuretés. Au lieu d'une solution aqueuse, les chercheurs du PNL utilisent des solvants appelés liquides ioniques et des chlorures métalliques comme catalyseurs. La réaction chimique résultante donne du HMF presque pur, éliminant le coût de la purification, dit Zhang.
Après avoir essayé divers chlorures métalliques, les chercheurs ont découvert que le chlorure de chrome est le meilleur catalyseur pour le glucose. Il tire le maximum de HMF du glucose et fonctionne à des températures de 80 °C pour le fructose et de 100 °C pour le glucose.
La capacité de fabriquer du HMF directement à partir du glucose et avec des rendements relativement élevés a attiré l'attention de certains experts. La nouvelle technique est un pas dans la bonne direction, déclare Leo Manzer, président de Aperçus catalytiques , une société de conseil basée à Wilmington, DE. Ce que les gens recherchent, c'est une matière première moins chère et un bon moyen de fabriquer du HMF, dit-il. C'est un système unique et remarquable que [Zhang] a découvert.
L'objectif ultime sera de construire un réacteur économique capable de convertir la biomasse cellulosique, telle que l'herbe et les tiges des plantes, en HMF. Zhang dit que son équipe de recherche travaille déjà sur une méthode pour utiliser directement la cellulose. Cependant, dit-il, la première étape sera de développer un procédé commercial pour convertir le glucose en HMF, et cela prendra plusieurs années.