Ce projet vise à développer de nouveaux polymères nanocomposites à hautes performances basés sur des nanofibres de sources renouvelables. Les risques potentiels pour la santé liés à ces matériaux seront aussi étudiés.
Contexte
L’incorporation de nanocharges mécaniquement robustes dans des polymères permet de nettement améliorer les propriétés mécaniques de ces polymères. A cet égard, les nanofibres de cellulose sont particulièrement attrayantes en raison de leurs remarquables propriétés mécaniques et de l’abondance et du caractère renouvelable de la cellulose. Les nanofibres de cellulose peuvent être tirées de diverses bio-sources telles que le bois, le coton et la paille. Les risques liés à ces matériaux pour la santé sont malheureusement peu connus. Il a été récemment montré que plusieurs types de nanofibres provoquaient des effets semblables à ceux de l’amiante alors que d’autres étaient considérés comme bénins. C’est pourquoi, avant d’exploiter à grande échelle les nanofibres de cellulose dans de nouveaux matériaux, il est impératif de répondre à la question de savoir si elles présentent un quelconque risque pour la santé.
But
L’objectif de ce projet est de poser les bases scientifiques qui devraient permettre de développer de nouveaux nanocomposites à hautes performances à partir de polymères bien connus et de nanofibres de cellulose. Ces matériaux seront basés sur deux nouvelles approches conceptuelles et présenteront des propriétés qui les rendront attractifs comme matériaux de construction. De nouveaux matériaux légers et aux propriétés mécaniques proches de celles de l’acier et des nanocomposites poreux sont trés recherchés. Ils constitueraient une alternative neutre pour l'environnement aux matériaux d’isolation conventionnels en mousse. En parallèle, un modèle in vitro de cellules de la barrière épithéliale des voies respiratoires, mis au point récemment, sera utilisé pour évaluer la toxicité potentielle de nanofibres de cellulose et pour établir les risques potentiels des matériaux recherchés durant tout leur cycle de vie.
Portée
Les efforts consentis pour développer ces matériaux feront progresser notre compréhension fondamentale de la relation entre la structure et les propriétés de ces nouveaux nanomatériaux. Les études sur modèle cellulaire fourniront les premières informations sur les risques potentiels pour la santé liés aux nanofibres de cellulose et aux nanocomposites. Etant donné le nombre de groupes de recherche dans le monde actifs dans la recherche et de développement de nanomatériaux à base de cellulose, leur commercialisation est fort probable. Les résultats de cette étude devraient avoir un impact dans ce domaine, bien au-delà des matériaux étudiés ici.
Titre original: Cellulose-based nanocomposite building materials: solutions and toxicity
Octroi: CHF 449'916.-
Durée: 36 mois
Responsable du projet
- Prof. Christoph Weder