Réutiliser les déchets plastiques pour déclencher des réactions radicales en chaîne, améliorant ainsi la sécurité et l'efficacité des processus

Les plastiques à usage unique constituent une préoccupation environnementale majeure, mais désormais, plutôt que d’être jetés avec les ordures, les sacs en plastique usagés de l’épicerie pourraient être utilisés pour effectuer une réaction permettant de détoxifier les produits chimiques dangereux.

Une équipe dirigée par des chercheurs de l'Institute for Chemical Reaction Design and Discovery (WPI-ICReDD) de l'Université d'Hokkaido a développé une méthode qui utilise des matières plastiques courantes au lieu de composés potentiellement explosifs pour déclencher des réactions radicales en chaîne.

Cette approche augmente considérablement la sécurité du processus tout en offrant également un moyen de réutiliser les plastiques courants tels que le polyéthylène et l'acétate de polyvinyle. Ces résultats ont été publiés dans Journal de l'American Chemical Society.

Les chercheurs ont utilisé un broyeur à boulets, une machine qui secoue rapidement une bille d'acier à l'intérieur d'un pot en acier pour mélanger des produits chimiques solides. Lorsque la balle heurte le plastique, la force mécanique rompt une liaison chimique pour former des radicaux contenant un électron non lié hautement réactif. Ces radicaux ont facilité une réaction en chaîne auto-entretenue qui favorise la déshalogénation – le remplacement d’un atome d’halogène par un atome d’hydrogène – des halogénures organiques.

“L'utilisation de plastiques de base comme réactifs chimiques ouvre une toute nouvelle perspective sur la synthèse organique”, a déclaré le professeur agrégé Koji Kubota. “Je crois que cette approche mènera non seulement au développement de réactions radicales sûres et hautement efficaces, mais également à une nouvelle façon d'utiliser les déchets plastiques, qui constituent un problème social grave.”

La réutilisation des déchets plastiques a été démontrée en ajoutant des lambeaux de plastique d'un sac d'épicerie commun au bol du broyeur à boulets et en réalisant avec succès la réaction. L’équipe a également montré que leur méthode pouvait être appliquée au traitement de composés polyhalogénés hautement toxiques, largement utilisés dans l’industrie. Le polyéthylène a été utilisé pour initier une réaction radicalaire qui élimine plusieurs atomes d'halogène d'un composé couramment utilisé comme ignifuge, réduisant ainsi sa toxicité.

Les chercheurs prévoient que cette méthode attirera l’attention de l’industrie en raison de ses avantages en termes de coût et de sécurité.

“Notre nouvelle approche utilisant des matériaux plastiques stables, bon marché et abondants comme initiateurs de réactions radicales en chaîne présente un potentiel important pour favoriser le développement de procédés chimiques industriellement attractifs, sûrs et hautement efficaces”, a commenté le professeur Hajime Ito.