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Eidg.Materialprüf.- u. Forschungsanstalt

Le bois - une matière première pour la nanotechnologie? Collano a décerné aux collaborateurs de l'Empa le Prix innovation 2003

Dübendorf (ots)

Le fabricant suisse d'adhésif renommé Collano
a attribué le 7 april 2004 à l'équipe de chercheur de l'Empa le Prix 
innovation Collano 2003 doté d'un montant de 50'000 francs destiné à 
récompenser des innovations technico-chimiques dans le domaine des 
matériaux.
Les fibrilles de cellulose, qui sont noyées dans une matrice de 
lignine dans les parois cellulaires du bois, confèrent à ce dernier 
sa stabilité et son extraordinaire résistance à la traction; des 
fonctionnalités qui sont aussi recherchées dans les matériaux en 
général. Dans une étude l'Empa a cherché à savoir s'il était 
possible d'obtenir à partir de pâte de bois industrielle des fils de 
cellulose aussi long que possible et d'un diamètre de quelques 
nanomètres seulement pour les utiliser pour le renforcement des 
polymères. Ceci permettrait de confectionner des matériaux 
fonctionnels durables pour les usages les plus divers.
Les résultats les plus prometteurs ont été obtenus avec des 
fibrilles de cellulose aussi longue que possibles et très minces, 
d'un diamètre 5000 fois plus petit que celui d'un cheveu. Par des 
processus purement mécaniques, on obtient à partir de pâte de bois 
des structures fibrillaires d'un diamètre de 20 à 200 nm et des 
longueurs intéressantes de plusieurs micromètres. Si l'on fait 
précéder ce processus mécanique par un processus de séparation 
chimique on obtient alors des structures fibrillaires très fines 
mais de longueur plus faible. Dans ce cas, les diamètres de 
fibrilles se situent dans le domaine de quelques nanomètres 
seulement.
Les dimensions et la morphologie des fibrilles de cellulose ainsi 
isolées ont été déterminées sous le microscope électronique et on a 
aussi procédé à leur caractérisation chimique pour déterminer le 
poids moléculaire de la cellulose de ces fibrilles.
Des fibrilles de bois pour renforcer les polymères et absorber l'eau
Les fibrilles de cellulose isolées selon ces différentes méthodes 
ont été utilisées pour confectionner des composites avec des 
polymères tels que l'alcool polyvinylique ou 
l'hydroxypropylcellulose. Les essais réalisés sur ces composites 
montrent que leur résistance à la traction augmente avec 
l'accroissement de leur teneur en fibres pour atteindre jusqu'à cinq 
fois celle du polymère seul, cela même lorsque les fibres sont 
dispersées de manière désordonnée dans la matrice de polymère
A côté de leur action renforçatrice, ce projet a permis de mettre 
en 
évidence encore d'autres propriétés remarquables des fibrilles de 
cellulose: Soumises à une dispersion mécanique intense dans l'eau, 
elle forment un gel transparent et mécaniquement stable. Le réseau 
de fibrilles ainsi formé est capable de retenir de grandes quantités 
d'eau avec une teneur en matière solide très faible (env. 3% en 
masse). Cette caractéristique ouvre au gel de cellulose des domaines 
d'application prometteurs, tels que p. ex. comme agents épaississant 
pour améliorer les caractéristiques d'application des peintures à la 
dispersion.
Dépasser des limites grâces aux nanomatériaux
Avec les autres nanomatériaux déjà établis, ces fibrilles de 
cellulose font maintenant partie intégrante de la nanorecherche à 
l'Empa. Les chercheurs de l'Empa vont maintenant collaborer avec la 
firme Collano dans le cadre d'un projet de recherche de la CTI sur 
l'application des nanofibrilles de celluloses dans le domaine des 
adhésifs. Il s'agira entre autres d'optimiser encore la production 
de fibrilles à plus grande échelle et d'étudier de manière intensive 
différentes combinaisons de polymères et de fibrilles.
L'étendue énorme des possibilités qu'ouvrent ces nanofibrilles de 
cellulose ne permet pas encore d'en préciser d'autres domaines 
d'utilisation futurs. Par ses capacités fonctionnelles, ce matériau 
devrait cependant voir s'ouvrir un vaste domaine d'application, de 
la technique jusqu'à la médecine.
***Contact:***
Tanja Zimmermann, Lab. Bois, tél. +41 44 823 43 89, e-mail  
tanja.zimmermann@empa.ch
Evelyn Pöhler, Lab. Bois, tél. +41 44 823 40 74, e-mail  
evelyn.poehler@empa.ch
Dr.Thomas Geiger, Lab. Polymères fonctionnels, tél. +41 44 823 47 
23, e-mail  thomas.geiger@empa.ch
Jürg Schleuniger, Lab. Polymères fonctionnels, tél. +41 44 823 43 
56, e-mail  juerg.schleuniger@empa.ch
***Rédaction:***
Martina Peter, Section Communication/Marketing, tél. Tel. + 41 44 
823 49 87,  martina.peter@empa.ch

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