Autrefois utilisée pour préserver les corps, la plastination renforce désormais les biocomposites

Avec l’innovation de nouveaux matériaux et de composites verts, il est facile de négliger des matériaux comme le bambou et d’autres fibres naturelles, explique le professeur de génie mécanique de l’UBCO, le Dr Abbas Milani. Ces fibres sont aujourd’hui utilisées dans de nombreuses applications telles que l’habillement, l’industrie automobile, l’emballage et la construction.

Son équipe de recherche a maintenant trouvé un moyen non seulement de renforcer ces fibres, mais aussi de réduire leur tendance à se dégrader avec le temps, les rendant encore plus respectueuses de l’environnement.

“Le bambou a presque la même résistance qu’un acier doux tout en faisant preuve de plus de flexibilité”, explique le Dr Milani, directeur fondateur de l’Institut de recherche sur les matériaux et la fabrication. “Avec son faible poids, son coût et sa disponibilité abondante, le bambou est un matériau très prometteur mais qui avait jusqu’à présent un gros inconvénient.”

Le bambou est l’une des fibres naturelles les plus récoltées et les plus utilisées au monde avec plus de 30 millions de tonnes produites chaque année. Cependant, ses fibres naturelles peuvent absorber l’eau et se dégrader et s’affaiblir avec le temps en raison de l’absorption d’humidité et des intempéries.

En utilisant un processus appelé plastination pour déshydrater le bambou, l’équipe de recherche l’utilise ensuite comme renfort avec d’autres fibres et matériaux. Ensuite, ils le durcissent en un nouveau biocomposite hybride haute performance.

Développée pour la première fois par Gunther von Hagens en 1977, la plastination a été largement utilisée pour la conservation à long terme des restes d’animaux, d’humains et de champignons, et a maintenant trouvé sa voie vers des applications de matériaux avancés. La plastination assure la durabilité du matériau composite pour une utilisation à court et à long terme, explique Daanvir Dhir, co-auteur du rapport et récent diplômé de l’UBC Okanagan.

“Le composite de bambou plastiné a été mélangé avec des fibres de verre et de polymère pour créer un matériau plus léger et pourtant plus durable que les composites comparables”, explique Dhir. “Ce travail est unique car il n’y a pas d’études antérieures portant sur l’utilisation de telles fibres naturelles plastinées dans des composites polymères renforcés de fibres synthétiques.”

Dhir dit que ce nouveau composite hybride durable en bambou/fibre de verre tissée/polypropylène, traité avec la technique de plastination a un avenir prometteur.

Soutenue par le partenaire industriel NetZero Enterprises Inc., la recherche montre que l’ajout d’une petite quantité de matériaux plastinés au bambou peut augmenter la capacité d’absorption des chocs du composite, sans perdre ses propriétés élastiques. Cela réduit également le taux de dégradation du matériau.

Davantage de travail doit être fait sur l’optimisation de ce processus car Dhir dit que la plastination prend actuellement du temps. Mais il note que l’avantage de découvrir la bonne composition de fibres naturelles plastinées se traduira par une réduction considérable des déchets non dégradables dans de nombreuses industries, avec une empreinte environnementale plus faible.

Des études futures sont en cours pour optimiser et étudier l’effet de la plastination d’autres fibres naturelles, telles que le lin et le chanvre. Les chercheurs suggèrent également qu’une analyse du cycle de vie des matériaux soit effectuée sous différentes applications et comparée à des échantillons non plastinés. Cela fournira une meilleure image du compromis correspondant entre l’empreinte environnementale et les effets de durabilité mécanique.

“Les biocomposites continuent de trouver de nouvelles applications dans le cadre du paradigme de l’économie circulaire”, ajoute le Dr Milani. “Les innovations dans les méthodes utilisées pour développer ces composites assureront des avantages dans le futur.”