Brèves -74 avril 2012

I Avril 2012 LES BREVES INNOVATION N° 74 Informations rassemblées et compilées par A. Momtaz 1. Nouveaux PRODUITS, nouveaux MATERIAUX Rusnano Company to produce nanocomposites Dow PU catalysts cut back on mercury Goldwin Produces Motorcycle and Bicycle Gloves Using Teijin’s Polyester Nanofiber Scientists develop ordered planar polymer 'carpet' Polymer heals itself with a light touch Ultraviolet radiation erases scratches in rubbery materials Émission des billets de banque en polymère Scientists Use Nanofillers to Develop Materials with Improved Performance Properties 2. Techniques de synthèse: matières premières, procédés, outils Utrecht Chemists Develop One Step Process to Create Plastics from Biomass Using Iron Sphere Catalyst Un plastique à base de CO2 Derivatives of 10,16-­‐dihydroxyhexadecanoic acid isolated from tomato (Solanum lycopersicum) as potential material for aliphatic polyesters II Avril 2012 3. Techniques de MISE en ŒUVRE et ADDITIFS de formulation HEF Développe la microtexturation des pieces automobiles Les champs magnétiques faibles: une nouvelle technique pour contrôler l'orientation et la distribution des fibres au sein les matériaux composites 4. Polymères biosourcés, biopolymères, biocarburants Avantium et Danone signent un partenariat pour le développement d'un plastique bio de prochaine génération: le PEF Les biorésines pour les composites Ajinomoto-­‐Toray sign research agreement on biobased nylon Procédés de transformation des algues en biocarburants : mise en place de nouveaux partenariats Plastiques végétaux: l'unité industrielle GAÏALENE® de Roquette pleinement opérationnelle RTP Company compounds the benefits of PLA Bioplastics Powered by Plants & Metals Japan scientist makes violin strings from spider silk 5. Techniques d'ANALYSE et de CARACTERISATION, études TOXICOLOGIQUES MANIPULATION DE NANOMATÉRIAUX DANS LES LABORATOIRES : COMMENT PRÉVENIR LES RISQUES 6. APPLICATIONS des Polymères a.
Systèmes intelligents Un pneu intelligent III b.
Avril 2012 Des peintures toujours plus intelligentes Light-­‐sensitive shape-­‐shifters are swell gels Polymères pour l’électroninque Heliatek inaugure son premier site de production pour la fabrication de panneaux solaires organiques flexibles à Dresde Touchscreens and other transparent conductive layer applications are becoming compelling business for the printed electronics industry A 3D Metamaterial: Nanostructuring with Polymers Motorized roller could mass-­‐produce graphene-­‐based devices c.
Energie Squeezed polymers generate energy Mechanism behind capacitor's high-­‐speed energy storage discovered Un nouveau type de miroir réfléchissants pour le solaire Appliqué sur les vitres des fenêtres, le film photovoltaïque translucide et isolant développé par 3M Sumitomo isole de la chaleur tout en produisant de l’énergie électrique Graphene-­‐Based Ultracapacitors Help Develop High-­‐Power Flexible Electronics d.
BASF a développé pour la Smart une jante en polyamide qui ne pèse que 6 kg e.
Transport Textile IV Avril 2012 FIBROLINE IMPERMÉABILISE LES TEXTILES SANS EAU NI SOLVANTS f.
Bâtiment Surveillance quotidienne bon marché des structures en béton g.
Un emballage injecté multicouche à propriétés barrières Clear Lam develops new barrier film structure applying plant-­‐based plastic h.
Emballage, conditionnement Médical, santé Smart, self-­‐healing hydrogels open new possibilities in medicine, engineering Novel polymers release their drug cargo in response to body temperature 7. RECYCLAGE, ENVIRONNEMENT, REGLEMENTATIONS Des bouteilles en plastique pour fabriquer de la peinture Nanomatériaux : plus de transparence pour les industriels French BPA ban may harm US food exports, warns USDA Nouvelle technique d'adoucissant pour appareils ménagers 8. Enseignement et Recherche Nouveau centre de recherche sur les polymères à Prague Premier Labo commun EUROPE-­‐JAPON sur les nanotechnologies V Avril 2012 9. ECHOS de l'INDUSTRIE Elevance and Arkema partner on renewable polymers Natureworks and BioAmber form bioplastics joint venture 1 Avril 2012 LES BREVES INNOVATION N° 74 Informations rassemblées et compilées par A. Momtaz 1. Nouveaux PRODUITS, nouveaux MATERIAUX Rusnano Company to produce nanocomposites A company, backed by Rusnano, the Russian state-­‐owned nanotechnology corporation, has launched the production of polymer nanocomposites using nanosilicates for applications including packaging, cable insulation and steel pipeline coating. Metaclay of Karachev in Russia’s Bryansk region plans to raise its plant capacity from an annual capacity of 14,860 tonnes to 50,000 tonnes by 2014. The facility employs 135. The € 48 million project will produce both nanosilicates and polymer nanocomposites with expected overall annual sales of more than €128bn, according to Rusnano. Its investment in the joint venture amounts to €28m. Compared with standard composite, Metaclay’s materials have greater mechanical stability, provide greater fire protection and offer reduced gas and steam permeability, reports Rusnano. Metaclay incorporates modified nano sized aluminium silicate particles in its polymer materials that alter their ability to crystallise, “adding another diffusion barrier”, it explained. The company’s product includes Metalen PE-­‐1, a black, high-­‐density polyethylene, durable in a wide temperature range and resistant to cracking, used as an external coating layer for steel gas pipelines. Its Metalen APE-­‐1 PE-­‐based adhesive, also for pipes, was developed to bond the epoxy anti corrosion and exterior PE layer in 3-­‐layer coatings. Another Metaclay product is a halogen-­‐free flame resistant polymer composite designed to insulate cables to meet stricter fire safety regulations. New to the Russian market, this does not emit toxic gases in a fire in contrast to existing non-­‐flammable cable insulation, according to Rusnano. 2 Avril 2012 Metaclay is able to obtain higher performance from the polymer nanocomposites by using European manufactured oscillating extrusion units for mixing resulting in a more homogeneous material. Last year, the company, a joint venture between Rusnano and the Bryansk regional authorities, started producing thermoplastic elastomers (TPE) employed in various applications including cushion shock absorbers on railway track. Rusnano was reorganised as an open joint stock company in March last year with the aim of developing the Russian nano technology industry through joint venture investment projects. Source: http://www.europeanplasticsnews.com/subscriber/newsmail.html?id=1169&cat=1 Dow PU catalysts cut back on mercury Dow Chemical Co. has vowed to cut its use of mercury in the catalysis of polyurethane elastomers. The firm’s Dow Formulated Systems business unit plans to launch a new line of Hyperlast and Diprane elastomers. The Birch Vale, UK, business unit will use previously successful polymer backbones with enhanced improvements in material processing and final properties. Dow will introduce the newly catalysed elastomers at Utech Europe 2012 to be held in Maastrict, the Netherlands in April 17-­‐19. Dow aims to comply with restrictions for five phenylmercury substances under Regulation EC No. 2907/2006, commonly called REACH Regulations in Europe. By avoiding implications of REACH regulations Dow wants to ensure supply longevity of the elastomer families. Dow has already reformulated its one-­‐pack elastomer Monothane polyurethane systems for REACH compliance. Source: http://www.plasticsnews.com/headlines2.html?id=24761&channel=4 Goldwin Produces Motorcycle and Bicycle Gloves Using Teijin’s Polyester Nanofiber Teijin Fibers, the flagship company of the polyester fibers business of Teijin Group, has announced that its 700-­‐nm-­‐thick high-­‐strength polyester nanofiber called Nanofront has been used by Goldwin, a Japanese manufacturer of sport apparel, for producing the palms of motorcycle and bicycle gloves. Teijin Fibers’ Nanofront is utilized for the first time in motorcycle and bicycle gloves. Goldwin will market the gloves, which will be sold in motorcycle and bicycle stores 3 Avril 2012 throughout Japan. The bicycle gloves in half-­‐finger and full-­‐finger versions will be available in the market in late February 2012, while the motorcycle gloves will be available in early March 2012. Nano-­‐sized bumps on Nanofront’s surface increase frictional force and generate a surface area dozens of folds higher than that of a normal fiber, thus providing higher slip resistance. With Nanofront's soft texture and superior frictional properties, the gloves provide remarkable grip performance. The high-­‐strength polyester nanofiber also provides high diffusion and moisture absorbency for enhanced comfort, making it a suitable material for use in glove palms. Nanofront finds use in a broad array of industrial and clothing applications, including filters, abrasive cloths, skin care products, golf gloves, sportswear and innerwear. Recently, Teijin introduced Nanofront’s finer version whose fibers have a diameter of 400 nm. The finer version is considered as an unprecedented landmark for a commercial grade polyester fiber. It is anticipated to be utilized for a wide variety of applications such as high-­‐performance air filters. Source: http://www.azonano.com/news.aspx?newsID=24370 Scientists develop ordered planar polymer 'carpet' Swiss scientists have produced regularly ordered planar polymers for the first time. On the nanometer scale, the materials look like a sort of “molecular carpet.” The research group was led by ETH Zürich (Swiss Federal Institute of Technology) scientists Dieter Schlüter and Junji Sakamoto. The Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology (Empa) collaborated in the work. The team had first to create monomer molecules constrained to join together purely two-­‐dimensionally instead of linearly or even three-­‐dimensionally. Two-­‐dimensional polymers must have three or more covalent bonds between the regularly repeating monomer units. The scientists had to find out which mode of chemical bonding and which environment was most conducive to producing the “molecular carpet.” The researchers decided to do the synthesis via a single polymer crystal – that is, a crystal with a flawlessly homogeneous laminar lattice. Research student Patrick Kissel generated photochemically sensitive monomers, for which polymerization in hexagonally configured layers is energetically optimal. Polymerization is triggered through irradiation by light with a wavelength of 470 nanometers. To separate the individual layers from one another the researchers boiled the crystal in a suitable solvent. Each layer was then a two-­‐dimensional polymer. 4 Avril 2012 Rolf Erni says: “It’s really tricky to not destroy the 2D polymers when confirming their structure by transmission electron microscopy (TEM). This was a really tough nut to crack.” Sakamoto says that one possible application of the 2D polymers is highly selective filtration of mixtures of very small molecules. The work is reported in the peer-­‐reviewed journal Nature Chemistry. Source: http://www.plasticsnews.com/headlines2.html?id=24726 Polymer heals itself with a light touch Ultraviolet radiation erases scratches in rubbery materials Plastic that can be healed in a flash.Gina Fiore for Adolphe Merkle Institute, Case Western Reserve University, US Army Research Laboratory Cracked your mobile-­‐phone display? In the future, the remedy might be as simple, and cheap, as shining some light on it. That is according to Christoph Weder, a materials scientist at the University of Fribourg in Switzerland, and his colleagues, who have developed a type of rubbery plastic that 'self heals' when exposed to ultraviolet light. The material might one day be incorporated into varnish, paint or mobile-­‐phone covers. "Just try to imagine how the lifetime of many items could be improved if damages could be easily fixed," says Weder. Self-­‐healing materials are not totally new. Many rubbery plastics can be heated until they begin to melt, so that liquid plastic flows into the damaged area before hardening again. But this is a crude approach: if the heat and melting can't be focused or directed, the entire piece of plastic could be put out of action until the repair is complete. In some situations — say, if the plastic forms a structural element in a device — taking it out of commission might be impossible. Weder and his colleagues use a much more delicate method. Having made a deep scratch in their plastic, they simply illuminate it with focused ultraviolet light. The light heats only the region around the scratch, and within a minute the damage has been erased. The findings are published today in Nature. Source: http://www.nature.com/news/2011/110420/full/news.2011.251.html#B1 Émission des billets de banque en polymère La Banque du Canada remplacera les billets de banque en papier par des billets en polymère. Les coupures de billets de 100 $ seront les premières à être émises en novembre 2011. Elles seront suivies de celles de 50 $ en mars 2012. Les autres coupures (celles de 20 $, de 10 $ et de 5 $) seront dévoilées et émises d'ici la fin de 2013. 5 Avril 2012 Les nouveaux billets de banque canadiens en polymère sont : • sûrs. Leurs éléments de sécurité d'avant-­‐garde seront faciles à vérifier et difficiles à contrefaire. • durables. On prévoit que les billets en polymère resteront en circulation au moins 2 ½ fois plus longtemps que les billets en papier avant d'être trop usés et qu'on doive les remplacer. On imprimera donc moins de billets dans les années à venir. • novateurs. Uniques en leur genre, ils compteront parmi les plus sûrs au monde. • meilleurs pour l'environnement. Les billets en polymère auront moins d'impact sur l'environnement que les billets en papier de coton et ils seront recyclés. • Les couleurs et les dimensions des nouvelles coupures seront les mêmes que celles des billets actuellement en circulation. Source: http://www.desjardins.com/fr/nouveautes/billets-­‐polymere.jsp Scientists Use Nanofillers to Develop Materials with Improved Performance Properties A research team from the Public University of Navarre (UPNA) together with the L’Urederra R+D Centre and Compuestos y Granzas is developing composite PVC materials using nanofillings. In the project, which includes the production of the nanofilled PVC composite materials, the research team will synthesize and treat nanoclays and then insert them into the polymer matrix. Antonio Gil-­‐Bravo, one of the researchers from UPNA, informed that the primary objective of the project is to enhance the polymer materials’ photostability properties, which produce discoloration and decrease the performance of the materials, and eventually reduce their useful life. Moreover, the material’s resistance to ultraviolet radiation can be increased by introducing molecules that can absorb light radiation. These molecules may be an ionic type, which can be added to the polymer matrix utilizing a variety of techniques, such as ion-­‐exchange. The material’s absorption range in the ultraviolet-­‐visible region and photoresistance properties vary with the option selected, thus every method can be customized to the two major types of material production applications, colored products and opaque plastic nanocomposites. In colored products, the designated color in the final product will decide the type of coloring molecules utilized. The second objective of the project is to improve the refractory properties of the nanofillers in order to make them to function simultaneously as flame-­‐retardant and mechanical reinforcements. The novel nanofillers being synthesized can augment the material’s thermal stability, decrease smoke emission during combustion, and stop the drop in the mechanical properties produced by other fire retardant materials. The insertion of the nanofillers to the composite also improves its permeation properties, paving the way to develop novel formulations with superior barrier 6 Avril 2012 properties against low-­‐molecular-­‐weight volatile organic molecules and gases. The project is slated for completion in December 2012. Source: http://www.azonano.com/news.aspx?newsID=24528 2. Techniques de synthèse: matières premières, procédés, outils Utrecht Chemists Develop One Step Process to Create Plastics from Biomass Using Iron Sphere Catalyst It is now possible to produce plastics without the use of petroleum, thanks to a new type of catalyst enabling efficient conversion to key components of various products including plastics, medicines and paint. The catalyst, which consists of tiny iron spheres, was developed by chemists at University Utrecht, whose research featured in the 17 February issue of scientific journal Science. According to Prof Krijn de Jong, "The products are exactly the same, only they are made of pruning waste instead of petroleum." The invention has already sparked the interest of the chemical industry. Almost all chemical products, ranging from anti-­‐freeze and pharmaceuticals to plastics and paint, are currently made of petroleum. However, the technology enabling the fabrication of products of the same quality largely from biomass has existed for some time. "Until recently, there were too many steps involved in the process, so the technology was not efficient or economical enough to be used on a large scale," says University Utrecht professor Krijn de Jong. The petroleum-­‐free products are made using a recently developed catalyst consisting of iron nanoparticles measuring 0.00002 millimeters. The tiny particles were produced and stabilized by Utrecht PhD student Hirsa Torres, by affixing them to a special material, thereby making the catalyst more durable, and an efficient means for converting biogas into useful substances. The Utrecht researchers will continue to develop the catalyst with the help of Dow Benelux. Hopefully, the first products made with this technology will be launched within the next few years. "In light of the imminent oil shortage, using sustainable raw materials is an extremely attractive option for industry," says De Jong. "One major advantage of the method is that the raw materials are sustainable, but do not compete with the food supply, because they consist of wood-­‐like biomass, such as branches, plant stalks and pruning waste." Source:http://www.omnexus.com/news/news.aspx?id=29844&lr=dom12764la7&li=61
012263 Un plastique à base de CO2 L'institut de recherche indépendant sur les polymères industriels Norner a développé un procédé permettant d'utiliser le CO2 comme matière première dans la conception 7 Avril 2012 d'un plastique. La technologie a pu être développée grâce au programme Gassmaks géré par le Conseil Norvégien de la Recherche. L'objectif est aujourd'hui la construction de la première usine pilote au monde à Herøya, au Sud-­‐ouest d'Oslo, qui aurait un coût estimé à 53 millions de couronnes norvégiennes (environ 7,1 millions d'euros). Innovasjon Norge (instrument du gouvernement norvégien pour l'innovation) et SkatteFUNN (outil du Conseil Norvégien de la Recherche) ont d'ores et déjà apporté 15 millions de couronnes norvégiennes (environ 2 millions d'euros). "Il nous faut maintenant trouver un partenaire financiers, de préférence norvégien, pour concrétiser l'industrialisation du processus. Une lettre d'intention a été signée par une grande société pétrochimique internationale, nous espérons que cet accord sera officialisé avant Pâques.", déclare Tine Rorvik, Directrice Générale de Norner. "Le centre de production pilote aura pour objectif de développer des processus, pas des produits. Notre seule source lucrative sera la vente de brevets à des sociétés souhaitant produire du plastique avec du CO2 comme première.", ajoute-­‐t-­‐
elle. Il est prévu que l'usine soit opérationnelle avant 2014, suivant l'avancée des négociations avec les investisseurs. Il aura fallu quatre ans de recherche au laboratoire pour arriver à des résultats. "Il y a un vrai enjeu à trouver de nouvelles chaines de valeur dans l'industrie du plastique. Le CO2 en tant que "déchet industriel", comme le méthane produit par les déchets alimentaires, ou encore le bois, représentent aujourd'hui des pistes potentielles extrêmement intéressantes.", dit Morten Lundquist, Directeur de la recherche sur les polymères à Norner. "Les tests que nous avons effectué jusqu'à présent montrent que le plastique mis au point est particulièrement imperméable à l'oxygène. Il pourrait donc être adapté pour le conditionnement de produits alimentaires ou encore pour des peintures ou autres substances protégeant de la corrosion. Le produit final, à la pointe de la technologie propre, représente un potentiel commercial énorme, en plus d'être une solution d'importance aux problématiques environnementales.” ajoute-­‐t-­‐il. Source: http://www.bulletins-­‐electroniques.com/actualites/69291.htm Derivatives of 10,16-­‐dihydroxyhexadecanoic acid isolated from tomato (Solanum lycopersicum) as potential material for aliphatic polyesters The main monomer of tomato cuticle, 10,16-­‐dihydroxyhexadecanoic acid (or 10,16-­‐
dihydroxypalmitic acid; 10,16-­‐DHPA), was isolated and used to efficiently synthesize two different monomers (16-­‐hydroxy-­‐10-­‐oxo-­‐hexadecanoic and 7-­‐oxohexa-­‐decanedioic acids) in addition to a dimer and linear and branched trimers. These compounds were fully characterized using NMR and MS techniques and could be used as starting materials for the synthesis of a wide range of chemicals and bio-­‐polyesters, particularly the latter due to their physical properties, non-­‐toxicity, and relative abundance among raw materials. Source: Arrieta-­‐Baez, Daniel; Cruz-­‐Carrillo, Miguel; Gomez-­‐Patino. Mayra Beatriz; Zepeda-­‐Vallejo, L. Gerardo 2011, 16. 4923-­‐4936 (Eng). http://www.mdpi.com/1420-­‐3049/16/6/4923/pdf 8 Avril 2012 3. Techniques de MISE en ŒUVRE et ADDITIFS de formulation HEF Développe la microtexturation des pieces automobiles La société HEF et l’Ecole Centrale de Lyon ont développé un prototype usinant des pièces automobiles avec des motifs géométriques au micromètre près. Opéré par laser, ce traitement de surface permet de limiter les pertes d’énergie par frottement. L’usinage des pièces mécaniques à l’échelle microscopique permet de réduire les pertes d’énergie par frottements. Une piste suivie par les constructeurs automobiles, de plus en plus sensibles à l’efficacité énergétique de leurs systèmes. La société HEF mise ainsi sur la microtexturation par laser, “un outil programmable et précis, donc propice à l’industrialisation”, selon Louis Mourier, responsable R&D. Déplaçant la pièce sur quatre axes et le laser sur deux, son prototype, développé conjointement avec l’Ecole Centrale de Lyon, peut graver des motifs micrométriques en ''évaporant'' des cavités de 25 nanomètres. Pour l’heure, le procédé se cantonne aux pièces de haute technologie équipant des voitures et des motos de course. Pour s’attaquer aux grandes séries automobiles, la société devra pousser la cadence de sa machine de la minute… à la seconde. Source: http://www.industrie.com/it/hef-­‐developpe-­‐la-­‐microtexturation-­‐des-­‐pieces-­‐
automobiles.12789 Les champs magnétiques faibles: une nouvelle technique pour contrôler l'orientation et la distribution des fibres au sein les matériaux composites Les matériaux composites sont très répandus dans notre société. Combinant différentes familles de matériaux telles que les métaux, les plastiques ou les céramiques, les composites sont des matériaux mixtes qui possèdent des propriétés qu'un matériau " classique " ne possède pas. Les composites sont constitués d'une ossature composée généralement de fibres, qui assure la tenue mécanique. Cette ossature est contenue dans une matrice, généralement en matière plastique, qui assure la protection et la cohésion de la structure ainsi que la retransmission des efforts vers l'ossature. La matrice est généralement légère et flexible, alors que les fibres participent à la dureté et à la solidité de la structure. Les performances mécaniques des composites dépendent de l'orientation et de la distribution des fibres. Cependant la capacité du contrôle de cette orientation et de cette distribution a longtemps échappé aux fabricants de composites. Des chercheurs de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Zurich (ETH) viennent de publier dans la revue Science un nouveau procédé de fabrication des composites qui permet le contrôle précis des fibres à l'intérieur de la matrice. 9 Avril 2012 La technique utilise les forces magnétiques. Il s'agit de reproduire un phénomène comparable à celui d'une barre aimantée orientant la limaille de fer. Or, les matériaux constituant l'ossature ne réagissent généralement pas aux champs magnétiques. L'équipe de chercheurs de l'ETH montre pourtant qu'en ajoutant une faible quantité de nanoparticules magnétiques à la surface des fibres d'un composite, il est possible de rendre ces fibres sensibles aux forces magnétiques et de contrôler ainsi avec une grande précision, à l'aide d'un champ magnétique faible, l'orientation du renfort au sein de la matrice. Ce nouveau procédé donne des perspectives pour la création de matériaux composites plus légers, moins chers, plus résistants qui trouveront leur place dans l'industrie aérospatiale ou automobile. Ces nouveaux matériaux pourront également jouer un rôle dans le développement des énergies renouvelables, par exemple pour la conception de pâles d'éoliennes plus légères et plus solides. Source: http://www.bulletins-­‐electroniques.com/actualites/69333.htm 4. Polymères biosourcés, biopolymères, biocarburants Avantium et Danone signent un partenariat pour le développement d'un plastique bio de prochaine génération: le PEF Aujourd'hui, Avantium a annoncé son second partenariat majeur pour sa technologie YXY en vue de produire des bouteilles en PEF. Danone Research et Avantium ont signé un Accord de développement commun pour le développement de bouteilles en PEF pour Danone, numéro deux mondial dans le secteur de l'eau en bouteille. Cet accord représente une nouvelle pierre angulaire de la stratégie de commercialisation d'Avantium consistant à poursuivre le co-­‐développement de la technologie YXY pour la production de bouteilles en PEF. "Cet accord avec Danone Research représente un fantastique pas en avant pour la commercialisation de bouteilles en PEF ", a déclaré le PDG d'Avantium, Tom van Aken. " Aujourd'hui, Danone Research se trouve au premier plan pour contribuer au développement de bouteilles en plastique bio de prochaine génération. Notre solution YXY pour l'industrie de l'emballage apporte un nouveau matériau d'origine bio offrant des propriétés fonctionnelles supérieures par rapport à la technologie de PET conventionnelle (notamment des propriétés thermiques, protectrices et de potentielle légèreté). Nous pensons que les aspects économiques du processus et l'empreinte carbone du PEF en font une alternative adéquate au PET. Une récente étude menée par le Copernic Institute a démontré que le PEF avait une empreinte carbone 50 à 60 % plus basse que le PET à base de pétrole. La finalisation de l'étude de LCA entre dans le cadre de l'Accord de développement commun. Avantium valide actuellement l'utilisation de chaînes d'approvisionnement et de recyclage existantes, permettant une transition totale vers des bouteilles en PEF bio d'ici trois à cinq ans. " 10 Avril 2012 Se basant sur la technologie YXY, l'objectif commun d'Avantium et Danone Research consiste à contribuer à l'émergence d'une nouvelle génération de matériau renouvelable qui ne sera pas en concurrence directe avec l'alimentation. YXY est utilisée à titre de technologie chimique-­‐catalytique rapide et efficace pour convertir les hydrates de carbone produits à partir des plantes, des céréales, des cultures énergétiques, de la matière lignocellulosique, des flux de déchets, des déchets de papier ou des résidus agricoles en une large variété de polymères biologiques. En se basant sur ses programmes actuels de R&D, Avantium poursuivra aussi le développement de PEF à partir des produits de base renouvelables non concurrents avec l'alimentation. Avantium a récemment ouvert son usine pilote à Geleen, aux Pays-­‐Bas, avec une capacité de production de 40 tonnes de PEF pour le développement d'applications. Ses collaborations avec Danone et The Coca-­‐Cola Company sont essentielles à la réalisation d'une transition fluide vers la phase de production en masse de bouteilles en PEF. Avantium discute activement avec d'autres propriétaires de marques de premier plan pour développer des films, fibres et bouteilles en PEF. Sur le plus long terme, Avantium accordera la licence de sa technologie YXY pour permettre une utilisation et une production mondiale à grande échelle de ses matériaux en plastique d'origine biologique. Source: http://www.lelezard.com/communique-­‐1208212.html Les biorésines pour les composites Les fournisseurs de résines thermodurcissables se sont lancés dans les matières biosourcées. Des polyesters contenant du propylène glycol issu des filières de biofuel arrivent sur le marché. Le public est de plus en plus sensibilisé à l'empreinte carbone des produits et au développement durable et s'intéresse aux alternatives au pétrole. Depuis quelques années, les producteurs de thermoplastiques se sont lancés dans les matières biosourcées. Les fournisseurs de résines thermodurcissables s'y sont mis aussi et des produits arrivent sur le marché. On parle de biorésine lorsque un ou plusieurs de ses monomères sont issus de sources biologiques, en l'occurrence le plus souvent de maïs ou de soja sous-­‐produits de la fabrication de biofuel. D'autres ressources sont le sucre de canne ou de betterave, la pomme de terre, la lignocellulose, les algues etc. Ces matières ont l'avantage de réduire la dépendance aux ressources fossiles et les fluctuations des prix qui y sont liées. Elles ont généralement un cycle de vie plus favorable que les équivalents à base de pétrole. On peut discerner plusieurs lignes de force dans l'évolution du marché des biorésines, et certains obstacles. Les forces 11 Avril 2012 Les consommateurs et utilisateurs finaux sont demandeurs de matières avec un impact environnemental moindre. Et d'autre part, de plus en plus de cahiers des charges publics encouragent l'utilisation de biorésines. De nouvelles techniques de conversion chimique permettent d'obtenir les monomères les plus importants à partir de ressources végétales, dont le propylène glycol à la base du polyester insaturé (UP). Les résines issues de ce monomère sont les mêmes que celles qui sont fabriquées à partir de l'équivalent issu du pétrole. Le géant américain de l'agroalimentaire Archer Daniels Midland, par exemple, a développé un procédé qui convertit le soja en glycol et le maïs en sorbitol/dextrose puis ces composants en propylène glycol. La firme a ouvert une unité de fabrication de 100 000 t/an. Les faiblesses Certains monomères, dont le styrène, ne sont pas encore synthétisés de manière efficace à partir des plantes. Les résines biosourcées sont plus coûteuses que leurs équivalents issus du pétrole. Ce dernier obstacle reste rédhibitoire. Quelques produits sur le marché Il y a déjà 10 ans que Ashland Performance Materials a développé ses produits Envirez pour les panneaux de carrosserie des tracteurs John Deere. La firme les a ensuite introduits dans tous les marchés des composites. Le contenu biobasé de ces résines est de 8-­‐22% en fonction des applications et des modes de mise en oeuvre. Aujourd'hui, tous les grands fournisseurs de polyester proposent au moins un grade basé sur un polyéthylène glycol végétal. Reichhold a développé les résines Envirolite pour des applications en SMC, BMC, pultrusion et coulée. Le contenu biobasé est de 12-­‐35%. La gamme polyester Eco-­‐Tek de AOC contient des résines bas styrène, d'autres avec des composants chimiques recyclés et des biorésines. Le contenu biobasé de celles-­‐ci, issu du propylène glycol, est de 10-­‐30%; les grades sont destinés à la coulée, le laminage et les techniques en moule fermé. La firme étudie aussi d'autres monomères biobasés comme l'éthanol et 1,3-­‐propanediol. DuPont Tate & Tyle a développé un 1,3-­‐propanediol par fermentation de dextrose de mais (Susterra). Si les polyesters biobasés sont nombreux, une seule bio-­‐époxy a été développée. Eco-­‐
Poxy, produit à partir de 2009, est issu du soja. Cette résine qui présente les mêmes caractéristiques techniques que les résines classiques, est sans odeur, sans COV, stable aux UV; elle est mise en oeuvre par enroulement filamentaire et intervient dans les outillages. Elle a trouvé des applications dans l'industrie navale, en aéronautique et dans la réparation d'avions. 12 Avril 2012 L'évolution des résines thermodurcissables biobasées dépendra de la possibilité de développer tous les constituants chimiques à partir de ressources renouvelables dans des quantités et à des prix compétitifs. Personne de contact : Sirris, Fabienne Windels E-­‐mail [email protected] Tél. +32 4 361 87 57, Fax +32 4 361 87 02 Ajinomoto-­‐Toray sign research agreement on biobased nylon Ajinomoto Co Inc and Toray Industries Inc have entered into an agreement to begin joint research for manufacturing the nylon raw material 1,5-­‐pentanediamine (1,5-­‐PD) from the amino acid lysine produced from plant materials by Ajinomoto using fermentation technology, and commercializing a biobased nylon made from this substance. Biobased nylon is a type of nylon manufactured by polymerizing chemicals produced from plant materials. The biobased nylon that Ajinomoto and Toray will research and develop is produced from plant materials by decarbonating the amino acid lysine through an enzyme reaction to make 1,5-­‐PD, which Toray then polymerizes with dicarboxylic acid. The amino acid lysine is a core product of the Ajinomoto Group produced using fermentation technology. This biobased nylon fiber made from 1,5-­‐PD is not only sustainable because it is plant-­‐based, but also shows promise for development into highly comfortable clothing. For example, nylon 56 fiber manufactured using 1,5-­‐PD is pleasing to the touch, yet has the same strength and heat resistance as conventional nylon fiber made from the petrochemical derivative hexamethylenediamine. It also absorbs and desorbs moisture nearly as well as cotton. The two companies have already carried out successful test production of 1,5-­‐PD using Ajinomoto’s feed-­‐use lysine, as well as test production of biobased nylon made by polymerizing 1,5-­‐PD. They plan to further expand the scope of their collaboration to include development of production processes and evaluation of use in textile and plastics applications. This partnership between Ajinomoto, a leading manufacturer of amino acids, and Toray, a leading manufacturer of nylon, will enable the creation of biobased nylon products that are competitive in terms of quality, environmental protection and cost. Moreover, the companies will deepen their collaboration with a view toward using the membrane-­‐
integrated bioprocess being developed by Toray in the production technology for lysine, the raw material for 1,5-­‐PD. Through its businesses, Ajinomoto is working to contribute to solutions to the challenges facing humanity in the 21st century, namely global sustainability, food resources and human health. In its bioscience and fine chemicals business, Ajinomoto is leveraging core Bio-­‐Fine (bioscience and fine chemicals) technologies to add 13 Avril 2012 biomaterials as a new business area in which it will work toward the realization of a low-­‐carbon, sustainable, recycling-­‐oriented society. To accelerate development of new businesses and products, Ajinomoto will continue to actively pursue open innovation through partnerships with other companies and organizations around the world. Toray’s management policy states that all business strategies must place priority on the global environment in an effort to help realize a sustainable low-­‐carbon society. Under this policy, Toray is expanding its biomass-­‐derived materials business centered on research and development of biomass-­‐derived polymers, including biobased nylon and polylactic acid (PLA). Expanding the biobased polymer business is also an important initiative central to the Green Innovation Business Expansion (GR) Project, which is part of Toray’s new medium-­‐term management program ”Project AP-­‐G 2013” launched in April 2011. Source: http://www.fibre2fashion.com/news/nylon-­‐
news/newsdetails.aspx?news_id=108150 Procédés de transformation des algues en biocarburants : mise en place de nouveaux partenariats Ces recherches s'intègrent dans les axes de développement économique de l'administration d'Obama puisque, proposition est faite de diminuer d'ici 2023, les avantages fiscaux pour les producteurs d'énergie à base de ressources fossiles, de 40 milliards de dollars afin de promouvoir la production d'énergies renouvelables. Concernant les programmes de recherche pour ces énergies renouvelables, l'administration Obama envisage de débloquer 350 millions de dollars en 2013, soit 275 millions de dollars supplémentaires comparativement à l'année 2012. Selon le Renewable Fuel Standard 2, édité par l'agence de protection de l'environnement américaine (EPA), les algues font partie de la catégorie des biocarburants dits "avancés". Les estimations de production pour cette catégorie, en 2012, sont de 8,8 milliards de litres. Les travaux de recherche visent à l'optimisation des processus de transformation des algues afin d'obtenir un biocarburant compétitif tant sur le plan économique que sur le plan de la productivité. Source: http://www.bulletins-­‐electroniques.com/actualites/69162.htm Plastiques végétaux: l'unité industrielle GAÏALENE® de Roquette pleinement opérationnelle Le Groupe Roquette, l’un des leaders mondiaux de la transformation de matières premières végétales, devient désormais un acteur majeur des plastiques végétaux. Il a démarré avec succès sa première unité de production industrielle de plastiques végétaux GAÏALENE®, sur son site principal de Lestrem (Pas de Calais). La construction de cette unité industrielle d’une capacité de 25 000 tonnes s’est achevée fin 2011 dans les délais prévus. 14 Avril 2012 Une nouvelle étape décisive a été franchie en ce début d’année : les productions issues de cette unité industrielle s’avèrent pleinement conformes aux normes de qualité que s’impose Roquette et vont pouvoir servir le marché européen très demandeur en produits éco-­‐conçus à faible empreinte environnementale. Après plusieurs années d’investissements en recherche et développement, le Groupe Roquette a développé une gamme de plastiques végétaux maintenant disponibles en quantité industrielle sous la marque GAIALENE®. Uniques et sans équivalents sur le marché, ces plastiques végétaux GAIALENE® sont obtenus par une technologie brevetée, à partir de céréales cultivées localement. Ces matières végétales viennent remplacer les matières premières fossiles habituellement utilisées pour les plastiques. Les plastiques végétaux GAIALENE® sont très respectueux de l’environnement. Ils présentent une empreinte carbone particulièrement basse, sont de véritables pièges à carbone grâce à leur origine végétale et sont de plus totalement recyclables en fin de vie dans les filières existantes. Les plastiques GAIALENE® s’utilisent dans les procédés classiques de la plasturgie et constituent une solution novatrice pour la production de films, de pièces injectées et de flacons. La gamme industrielle est aujourd’hui disponible sous différents conditionnements. Pour servir le marché européen, très demandeur en produits à faible empreinte environnementale, le Groupe Roquette a choisi d’établir sa première unité de production industrielle de GAÏALENE® sur son site principal de Lestrem dans le nord de la France. Il s’agit aussi de bénéficier d’une intégration amont en ressources végétales au sein de la plus importante bioraffinerie d’Europe. Source: http://www.roquette.fr/2012-­‐1/plastiques-­‐vegetaux-­‐unite-­‐industrielle-­‐
gaialene-­‐roquette-­‐pleinement-­‐operationnelle/ RTP Company compounds the benefits of PLA Since first introducing a line of engineered bioplastic specialty compounds a few years ago, global custom engineered thermoplastic compounder RTP Company has actively worked on expanding and consolidating its position in this area. Among other things, this has included becoming an approved member of the SPI’s Bioplastics Council last year. RTP’s complete "Eco Solutions" product portfolio includes compounds that make use of bio-­‐based or recycled resins, natural fibers, and halogen-­‐free flame retardant or wear resistant additives were developed to meet marketplace requests for alternative "green" materials without compromising performance. RTP Company will be exhibiting at NPE2012, booth 39027, April 1-­‐5, in Orlando, FL. The company has since also received "USDA Certified Biobased Product" labels for two of its PLA-­‐based bioplastic specialty compounds: a polylactic acid/polycarbonate (PLA/PC) alloy with a biobased carbon content of 26%, and a 30% glass fiber reinforced 15 Avril 2012 PLA grade of which the glass fiber component contains no carbon. As a result, the latter product has been certified to have a biobased carbon content of 99%. It should be noted that the information carried on these labels regarding renewable biocontent has been third-­‐party verified and is strictly monitored. Now, RTP Company has expanded its line of polylactic acid (PLA) bioplastic compounds to include impact-­‐modified grades suitable for select semi-­‐durable and durable applications. These new compounds, available in both injection and extrusion grades, deliver enhanced impact strength and higher heat deflection temperatures than are possible with unmodified PLA resin, providing performance that is equivalent to traditional thermoplastics. With impact modification, PLA compounds can achieve notched Izod impact performance as high as 30 times that of neat PLA, making it comparable to PC/ABS. Varying levels of impact modification are available providing several combinations of stiffness and ductility. The compounds come in both opaque and translucent versions and can also incorporate FDA compliant ingredients. "A unique feature of these compounds is their excellent balance of strength and stiffness," said Will Taber, RTP Company's Business Manager of Emerging Technologies. PLA compounds are fully colorable and have bio-­‐content as high as 95% depending on additive loading levels. Key applications include injection molded covers, housings, and structural components for appliance, consumer electronics, furniture, lawn/garden, medical devices, office equipment, sporting goods, tools, and toys. Source: http://npe.plasticstoday.com/article/rtp-­‐company-­‐compounds-­‐benefits-­‐pla-­‐
0213201201 Bioplastics Powered by Plants & Metals A research team at the University of Rennes in Brittany has identified the ingredient that makes it possible to use plant oil, instead of fossil fuel-­‐based oil, to produce polyamide precursors. The material that enables this type of chemical reaction is ruthenium, a metal. Polyamides are polymers used in a variety of applications, ranging from fibers such as nylon to highly resistant coatings that protect metal from corrosion. In the study (P. H. Dixneuf, Université de Rennes), researchers selected two streams of renewable materials: fatty acids derived from castor oil, and acrylonitrile, which is a compound that can be easily derived from glycerol, a waste product created in the production of biodiesel. Castor oil is derived from castor beans, which are not a food crop. The team combined the fatty acids and the nitrile component of the acrylonitrile with an additive containing ruthenium. A research team has discovered that an additive containing the metal ruthenium reacts with renewable biomaterials to form new polyamide precursors. This process created the precursors to both existing and entirely new types of polyamides in a highly efficient reaction, making a large volume of material relative to the amount of energy invested. The specific reaction is difficult to achieve in the 16 Avril 2012 laboratory because the ruthenium additive tends to be sacrificed when it contacts acrylonitrile. The research team initially examined and reviewed several different reaction conditions, as well as additives to discover the optimum method that could provide high yields. Meanwhile, over in the commercial sector, Cereplast, a manufacturer of compostable and sustainable bio-­‐based plastics, has introduced the next generation of its durable hybrid resins. The Hybrid 102D and 105D grades represent an expansion of the company's Biopropylene polypropylene-­‐based resin products, which are part of its Sustainable Resins product lines. Cereplast anticipates selling the new 102D and 105D resin grades in the US and Europe in the first half of 2012. The company's Hybrid Resins products replace up to half of the petroleum content in traditional plastic products with bio-­‐based materials, such as starches from renewable plant materials. (You can watch a slideshow illustrating the life cycle of Cereplast's bioplastics here.) They can be used in durable goods, including interior automotive parts, furniture, and consumer products. All Hybrid grades are FDA-­‐compliant for direct food contact. The Hybrid 102D and Hybrid 105D grades are both designed for use in injection molding. "As demand for bioplastic resins grows, so does the demand for high-­‐performance durable grades that are cost-­‐effective," said Cereplast chairman and CEO Frederic Scheer, in a press release. "As the price of oil continues to rise, Cereplast Hybrid Resins get closer to parity with traditional plastics, providing an affordable, eco-­‐friendly solution for companies that wish to reduce their environmental impact." Biopropylene polypropylene (PP)-­‐based resin consists of polypropylene encapsulating starch particles. Aside from providing a lower carbon footprint than traditional PP, key properties of PP have been retained, such as mold shrinkage, mold flow, surface appearance, chemical resistance, heat deflection temperature, and hinge performance. The Hybrid 102D formulation's performance characteristics are similar to those of Cereplast's existing Hybrid 101 resin, but 102D has a higher starch content. Its main applications are products made with injection molding that require some ductility. The Hybrid 105D grade is designed for applications with thinner walls than the 101 grade, so it is aimed at high flow injection molding. It replaces the existing Hybrid 103 grade, improving on it with more consistent properties and processing. Source : http://www.designnews.com/author.asp?section_id=1392&doc_id=237930 Japan scientist makes violin strings from spider silk A Japanese scientist said he has made violin strings out of spider silk and claims that -­‐-­‐ in the right hands -­‐-­‐ they produce a beautiful sound. Thousands of the tiny strands can be wound together to produce a strong but flexible string that is perfect for the instrument, said Shigeyoshi Osaki, professor of polymer 17 Avril 2012 chemistry at Nara Medical University. Osaki, who has been working with spider silk for 35 years, has previously suggested the material could be used for surgical sutures or for bullet proof vests, but his passion for the violin inspired him to create something with a musical twist. In the process of weaving the threads, their shape changes from cylindrical to polygonal, which means they fit together much better, Osaki told AFP. "During the assembly of normal threads there are many spaces between individual fibres," he said. "What we achieved left no space among the filaments. It made the strings stronger. This can have all sorts of applications in our day-­‐to-­‐day lives," he said, adding 300 female Nephila maculata spiders had provided his raw materials. The strength and durability of spider silk is not a new discovery, with previous studies showing it can withstand high temperatures and the effects of ultraviolet light. Osaki once produced a rope spun from spider silk that he said could theoretically support a 600 kilogram (1,300 pound) weight. Now his latest creation is making waves among musicians, who have praised the sonorous quality of the spider silk violin strings for their "soft and profound timbre". "Professional violinists have said they can tell the difference" whether the strings are on a Stradivarius or on Osaki's own $1,200 violin, he said. "It's one thing to create scientifically meaningful items, but I also wanted to produce something that would be socially accepted by ordinary people," he said. Details of Osaki's research will be published in Physical Review Letters, a journal of the American Physical Society. Source: http://www.physorg.com/news/2012-­‐03-­‐japan-­‐scientist-­‐violin-­‐spider-­‐silk.html 5. Techniques d'ANALYSE TOXICOLOGIQUES et de CARACTERISATION, études MANIPULATION DE NANOMATÉRIAUX DANS LES LABORATOIRES : COMMENT PRÉVENIR LES RISQUES L’Institut National de Recherche et de Sécurité (INRS), associé au CNRS, vient de publier une brochure destinée à prévenir les risques liés à la manipulation de nanomatériaux dans les laboratoires. Ce guide fait un point sur les dangers des nanomatériaux pour la santé et la sécurité et émet des conseils de prévention visant à réduire l’exposition des opérateurs. Ce document, qui s’adresse aux responsables, aux préventeurs et à toute personne amenée au sein d’un laboratoire à fabriquer, utiliser ou caractériser des nanomatériaux, est téléchargeable sur www.inrs.fr. Les nanomatériaux représentent aujourd’hui un enjeu économique majeur et suscitent des interrogations. La dimension nanométrique fait apparaître des propriétés bien souvent inédites riches de multiples applications (vectorisation de médicaments, bétons 18 Avril 2012 autonettoyants, vêtements anti-­‐bactériens, etc.). Les budgets alloués à la recherche et au développement ne cessent de croître et les laboratoires, qu’ils soient privés ou publics, sont ainsi particulièrement concernés par l’augmentation du nombre de travaux sur ces technologies de l’infiniment petit. Or, les connaissances sur la toxicité des nanomatériaux demeurent parcellaires et il n’existe pas actuellement de méthode de mesure qui fasse l’objet d’un consensus pour caractériser l’exposition professionnelle lors d’opérations les mettant en oeuvre. Il convient donc, dans tous les laboratoires manipulant des nanomatériaux (laboratoires de recherche et développement, de contrôle…) et tout au long du cycle de vie des produits (depuis la fabrication des matières premières jusqu’au traitement des déchets), de développer de bonnes pratiques de travail et d’instaurer des procédures de prévention des risques adaptées. Afin d’aider les laboratoires dans cette démarche, l’INRS, en collaboration avec le CNRS, a édité la brochure « Manipulation de nanomatériaux. Prévention des risques dans les laboratoires » (ED 6115). Ce document propose une aide à l’évaluation des risques liés aux nanomatériaux quel que soit le domaine d’activité du laboratoire : chimie, physique, mécanique, biologie, toxicologie, etc. Il donne les informations nécessaires au choix des procédés, des méthodes et des pratiques de travail propres à réduire les risques, en maitrisant en particulier les émissions ou dégagements de nanomatériaux. Il permet, enfin, la définition des mesures de prévention collective et individuelle les mieux adaptées à la protection des operateurs, mais également des règles de protection des personnes amenées à intervenir dans les laboratoires plus ponctuellement (personnel de nettoyage, agents de maintenance, etc.). Les solutions présentées dans ce guide doivent être ajustées, combinées ou adaptées en fonction de chaque situation particulière. Pour télécharger la brochure : http://www.inrs.fr/accueil/produits/mediatheque/doc/publications.html?refINRS=ED
%206115n Source: http://www.industrie.com/it/manipulation-­‐de-­‐nanomateriaux-­‐dans-­‐les-­‐
laboratoires-­‐comment-­‐prevenir-­‐les-­‐risques.12834 6. APPLICATIONS des Polymères a. Systèmes intelligents Un pneu intelligent Goodyear développe un pneu auto-­‐gonflant, capable d’ajuster automatiquement sa pression. 19 Avril 2012 Une pression optimale des pneus permet d'améliorer la tenue de route, de réduire la consommation du véhicule (3%), de diminuer le risque d'éclatement... Pourtant, peu de conducteurs veillent à la contrôler régulièrement. C'est pourquoi, Goodyear vient de développer son nouveau système "Air Maintenance Technology", un type de pneu qui ajuste automatique la pression grâce à une mini-­‐pompe intégrée. L'entièreté du dispositif est dans le pneu. Dans un premier temps, le pneu autogonflant devrait être réservé aux véhicules utilitaires dont le poids varie en fonction du chargement. Goodyear développe cependant aussi une version grand public de son système auto-­‐gonflant. Source: http://techniline.sirris.be/ ou http://www.goodyear.com/cfmx/web/corporate/media/news/story.cfm?a_id=615 Voir aussi par exemple brevet EP2343200 Des peintures toujours plus intelligentes Une peinture intelligente à bas prix, innovante et capable de détecter de microscopiques problèmes dans la trame d'une éolienne ou d'un pont : c'est le projet en cours de développement à l'université de Glasgow. Pour se prémunir contre les défauts structurels faisant leur apparition sur bon nombre de constructions, il existe des solutions peu pratiques, et dont le coût reste souvent excessivement élevé, voire prohibitif. Une équipe de chercheurs de l'université de Strathclyde, à Glasgow, en Écosse, a mis au point une peinture qualifiée d'« intelligente », permettant de détecter et de lutter contre les minuscules défauts structurels (inclusions d'air, micro fissures) qui peuvent consteller et fragiliser sur le long terme de gigantesques constructions telles que les éoliennes, les ponts ou encore certains bâtiments publics. On retrouve au cœur de cette peinture écologique les inévitables nanotechnologies, par le biais de nanotubes de carbone, dont le rôle ici est de détecter les mouvements sur les très grandes structures, faisant fi des méthodes de surveillance et de contrôle traditionnelles, trop complexes et chronophages. Ces méthodes traditionnelles nécessitent des outils toujours plus pointus et onéreux, allant jusqu'à engloutir des millions d'euros chaque année. Elles peuvent aller d'une simple mais fastidieuse surveillance à l’œil nu, très imparfaite, jusqu'à une très complète mais peu pratique radiographie numérique à particule. Cette peinture intelligente est, d'après ses concepteurs, très simple d'utilisation, puisqu'une fois pulvérisée sur n'importe quel type de surface, il suffit de lui associer des électrodes, combinaison détectant les défauts longtemps avant qu'un problème plus conséquent n'apparaisse. Le processus de surveillance et de contrôle ne requiert quant à lui aucune expertise. « Son prix accessible lui donne en outre un sérieux avantage sur ses concurrents », ajoute le docteur Mohamed Saafi, responsable du département d'ingénierie civile de l'université de Strathclyde. 20 Avril 2012 Les principaux composants de cette peinture intelligente sont les fameuses « cendres volantes », un sous-­‐produit industriel recyclé, ainsi que des nanotubes de carbone. Le mélange présente des propriétés de résistance et de durabilité identiques à celles du ciment, le rendant très utile dans des environnements considérés comme difficiles. Le processus de contrôle implique un réseau de capteurs sans-­‐fil connectés à une source d'alimentation autonome, réseau capable par exemple de dépister les moindres micro-­‐
fissures dans les fondations d'une éolienne. « Le contrôle des éoliennes se fait encore visuellement. La mise en place de ce système pourrait réduire de manière significative les coûts de maintenance et améliorer la sécurité de ces structures », rappelle Mohamed Saafi. « La peinture intelligente permet une surveillance sur l'ensemble de la structure, alors que les technologies actuelles nous cantonnent à des zones spécifiques », ajoute-­‐t-­‐
il, « ce qui est particulièrement utile pour maximiser les opportunités de prévention de dégâts majeurs. » Un prototype développé par l'équipe universitaire aurait déjà fait ses preuves, et d'autres tests sont en cours dans les environs de Glasgow. Nul doute que les propriétés mécaniques des cendres volantes, ainsi que leur prix dérisoire feront pencher la balance en faveur de cette nouvelle méthode de contrôle. Source: Moonzur Rahman, Techniques de l’ingénieur http://www.techniques-­‐ingenieur.fr/actualite/materiaux-­‐thematique_6342/des-­‐
peintures-­‐toujours-­‐plus-­‐intelligentes-­‐
article_70122/?utm_source=PROS&utm_medium=newsletter&utm_content=ITO24&ut
m_campaign=ITOC24 Light-­‐sensitive shape-­‐shifters are swell gels Polymer chemists have successfully emulated the natural shape-­‐shifting abilities of biological tissues, which could allow them to develop a new range of functional materials that change shape reversibly in response to particular stimuli. Such materials would have applications in areas as diverse as biomedicine, robotics, tuneable micro-­‐
optics and tissue engineering. Ryan Hayward and colleagues at the University of Massachusetts, Amherst, US, have developed thin layers of a polymer gel material that can be selectively treated using ultraviolet light and photo-­‐masks in a process called 'halftone gel lithography' to mould the material into specific shapes, such as saddles, caps and cones. The technique could be used to create polymer scaffolds for tissue engineering and other applications. A halftone printing method is used to program the growth of a flat sheet into a sphere through a pattern Researchers have spent many years trying to find ways to make artificial muscles and self-­‐actuating materials that transform between different shapes -­‐ like the beating heart of an octopus -­‐ with the aim of developing artificial 'soft machines'. Materials including patterned gels, electroactive polymers, photosensitive liquid crystal elastomers, 21 Avril 2012 dielectric elastomers, shape memory polymers and others have been investigated over the years. The team reasoned that using a polymer within which cross-­‐linking can be tuned using ultraviolet light would allow them to pattern the material to produce a wide variety of three-­‐dimensional structures. Moreover, if they chose the right polymer the process would be reversible. The team focused on poly(N-­‐isopropylacrylamide) copolymers containing pendant benzophenone units. The benzophenone groups allow cross-­‐links to be formed between polymer chains that are readily tuned by the dose of incident ultraviolet irradiation. By using two photo-­‐masks to create patterns of dots, the team was then able to control the pattern of irradiation on a thin layer of this polymer. Fully exposed regions showed limited photo-­‐swelling when placed in water, while partially masked areas swelled to a greater extent. The process is akin to printing a halftone image in a newspaper where the patterns of ink dots produce an image that looks smooth and realistic to the naked eye. Using this technique and the 'halftone' effect of two masks working together, the team was able to make continuous, smooth surfaces with a controlled Gaussian curvature from a flat polymer matrix. They could also create almost closed shapes, open capsules and more sophisticated Enneper's minimal surfaces. Ultimately, such a process of masked exposure should allow amost any three-­‐dimensional surface to be produced by the swollen gels. 'The work is truly ground-­‐breaking and sets out the design rules for producing complex three-­‐dimensional shapes from materials based on soft matter,' Paul Topham of Aston University, UK, tells Chemistry World. 'The work by Hayward and colleagues takes considerable steps towards allowing us to replicate the 3D geometries required from a vast toolkit of stimuli-­‐responsive polymers.' Source: http://www.rsc.org/chemistryworld/News/2012/March/polymer-­‐gel-­‐swells-­‐
3d-­‐shapes-­‐uv-­‐light.asp b. Polymères pour l’électronique Heliatek inaugure son premier site de production pour la fabrication de panneaux solaires organiques flexibles à Dresde Heliatek GmbH a inauguré à Dresde (Saxe) son premier site de production pour la fabrication de panneaux solaires organiques flexibles au cours d'une cérémonie présidée par le Ministre-­‐Président de la Saxe, Stanislaw Tillich. Sur la base de matériaux semi-­‐
conducteurs organiques, ces panneaux solaires flexibles, offrent une meilleure possibilité d'utilisation que les produits photovoltaïques conventionnels. La société a 22 Avril 2012 investi 14 millions d'euros pour la construction de cette première ligne de production, créant plus de 75 nouveaux emplois qualifiés. Heliatek développe ainsi la première ligne de fabrication au monde qui produit des panneaux solaires organiques dans un processus de roll-­‐to-­‐roll en utilisant le dépôt sous vide à basse température -­‐ un processus qui, selon les experts, a le potentiel de réduire considérablement les coûts dans la production de masse. Alors que d'autres fabricants organiques reposent sur des processus d'impression, Heliatek est pour l'instant la seule entreprise qui se spécialise dans la fabrication de panneaux solaires à l'aide de dépôt sous vide de petites molécules (oligomères) sur film souple. Les avantages résident selon la firme dans un meilleur contrôle du processus de production, une plus grande efficacité des cellules photovoltaïques, et une durée de vie plus longue. "Nous ne pouvons surmonter les défis de notre temps, tels que les pénuries de matières premières et d'énergie et le changement climatique, qu'avec des idées novatrices et une technologie de pointe. Heliatek et ses partenaires ont reconnu ces signes avant-­‐coureurs et produisent déjà la technologie de demain avec le photovoltaïque organique. Dresde a offert à Heliatek de bonnes conditions d'implantation, y compris une recherche efficace et un réseau local développé", a déclaré le Ministre-­‐Président Tillich aux trois cents invités présents, investisseurs, clients et partenaires du projet. Thibaud Le Séguillon, Directeur général de Heliatek GmbH, ajoute: "Après une période de construction de moins de six mois à compter de la preuve de concept, nous avons franchi une étape importante dans la commercialisation de films solaires organiques basés sur les petites molécules. Maintenant vient l'intégration des processus. Heliatek va sortir son film solaire organique pour une "énergie-­‐2-­‐Go" à l'automne 2012. Les caractéristiques du produit nous permettront de véritablement développer de l'énergie solaire écologique partout où elle est nécessaire, avec à l'étape suivante des marchés volumineux. Pour soutenir cette stratégie, nous avons l'intention d'ouvrir un autre tour de financement cette année, au cours duquel nous devrions lever 50 millions d'euros pour une ligne de production supplémentaire." Les investisseurs actuels impliqués dans le projet Heliatek sont de grandes entreprises allemandes, via leur branche financière: BASF Venture Capital, Bosch Venture Capital, Innogy Venture Capital (RWE), et Wellington Partners. Grâce à ces investisseurs, Heliatek bénéficie d'un soutien large à travers toute la chaîne de valeur, allant de la recherche chimique et la conception technique aux processus de distribution dans les marchés de l'énergie. Les partenariats de R&D entre ces partenaires permettront de faciliter l'échange réciproque d'expériences et de connaissances. "Le photovoltaïque organique est une technologie de rupture importante pour BASF", a déclaré Dirk Nachtigal, Directeur général de BASF Venture Capital. C'est pourquoi BASF développe de nouvelles matières organiques pour cellules solaires qui permettent la production d'énergie efficace et concurrentielle. "Pour exploiter pleinement le potentiel de cette technologie innovante, notre collaboration avec des partenaires comme Heliatek est d'une importance stratégique", a soutenu Nachtigal lors de la conférence de presse ayant suivi l'inauguration. En effet, les panneaux Heliatek offrent une liberté de conception quasi totale grâce à leur diversité de dimensions, de couleurs et de transparences. Contrairement aux panneaux sur silicium, ils sont ultra-­‐minces et légers -­‐ seulement 500 grammes par mètre carré -­‐ et peuvent ainsi être intégrés dans une large gamme 23 Avril 2012 d'applications. "Je suis convaincu que le photovoltaïque organique prendra sa juste place dans un marché hautement concurrentiel, en particulier dans les segments sur lesquels ils peuvent facilement jouer sur leurs points forts. Le système construit par Heliatek offre tous les avantages nécessaires pour profiter de cette occasion", a conclu Alexander Flaig, Vice-­‐président recherche d'entreprise au sein du groupe Bosch. Source: http://www.bulletins-­‐electroniques.com/actualites/69423.htm Touchscreens and other transparent conductive layer applications are becoming compelling business for the printed electronics industry Indium tin oxide (ITO) is the material to beat for the range of emerging, alternative transparent conductive layers. It is the conventional material, established as part of the mature industry for touchscreen displays. However, new technologies -­‐ with the capability to be printed in simpler (and potentially cheaper) manufacturing processes, or to create flexible displays and solar cells -­‐ have emerged. New materials as diverse as nanosilver, carbon nanotubes and polymer-­‐based layers are all being honed to challenge ITO, by better matching the needs of a range of applications. ITO is consistently criticised by the plastic electronics industry for the brittleness of its conductive layers, as well as the relative cost and security of indium supplies. Numerous users and market analysts note that ITO layers suffer from brittleness that can limit its suitability for next generation electronic devices. The availability of indium, used in the ITO alloy, has also raised concerns. Some analysts predict the supply of indium could run out in this decade. Whether such predictions reflect the true scarcity of the material is difficult to judge; but any perceived shortage is likely to have an impact on the price of indium as a raw material as time passes, which could have implications for companies reliant on using ITO layers in their electronic devices. In ITO's favour is the well-­‐established supply chain and track record in touchscreen and solar devices. ITO is worth almost $7 billion (€5.3 billion), according to US-­‐based market research firm Information Network, and boasts a number of multimillion Euro companies among the global supplier list. However, more is expected from alternative materials in 2012, with a number of companies planning to prove their technology in the field in the coming months. As certain materials emerge and establish themselves in different niches -­‐ for instance, for OLED display touchscreens, or flexible PVs -­‐ the appeal of these ITO alternatives will become apparent to a wider audience of users. 24 Avril 2012 Source: http://www.plusplasticelectronics.com/consumerelectronics/ito-­‐alternatives-­‐
could-­‐thrive-­‐on-­‐touchscreen-­‐developments-­‐47213.aspx More information: Volume 4, issue 4 of Plastic Electronics magazine A 3D Metamaterial: Nanostructuring with Polymers Ulrich Steiner and co-­‐workers (University of Cambridge, UK) present for the first time the fabrication of a truly 3D metamaterial using polymers that assemble themselves into repeating structures of the required size and symmetry. This organic template is then replicated into a gold network. For this purpose, block copolymers are unique as they can form complex 3D architectures with features on the nanometer length scale and provide scalability of the samples. The resulting material shows a reduced plasmon frequency and exhibits an orientation-­‐dependent color change under linearly polarized light, as well as optical chirality across the visible region. The presented approach will pave the way for potential mass production of large-­‐scale 3D optical metamaterials. Source: http://www.nanotech-­‐now.com/news.cgi?story_id=44598 Motorized roller could mass-­‐produce graphene-­‐based devices Finding a simple, scalable way to pattern graphene for future electronics applications is one of the biggest challenges facing graphene researchers. While lithography has been widely used to create graphene patterns for electronic devices, its multiple processing steps make it too complex for large-­‐scale use. In a recent study, scientists have found that a motorized, movable roller can deposit a polymer solution onto a graphene surface in periodically striped and cross-­‐striped patterns, which they used to make a transistor. By eliminating several steps involved in lithography, the new technique could lead to a low-­‐cost method for producing graphene patterns for a variety of electronic devices on a large scale. Source : http://www.physorg.com/news/2012-­‐02-­‐motorized-­‐roller-­‐mass-­‐produce-­‐
graphene-­‐based-­‐devices.html More information: TaeYoung Kim, et al. “Large-­‐Scale Graphene Micropatterns via Self-­‐
Assembly-­‐Mediated Process for Flexible Device Application.” Nano Letters. DOI: 10.1021/nl203691d 25 c.
Avril 2012 Energie Squeezed polymers generate energy Northwestern University (Evanston, Illinois) scientists have turned to compressed polymers and the “free radical” chemical species they generate in a search for new energy sources. Megan Fellman, the University’s science and engineering editor, reports that the team found “incredible” promise but also grounds for caution. The researchers led by Prof. Bartosz Grzybowski demonstrated that radicals (charged atomic or molecular species containing unpaired electrons) from compressed polymers generate significant amounts of energy that can be used to power chemical reactions in water. Grzybowski notes that this energy has typically gone unused, but could be harnessed when polymers are under mechanical stress in ordinary circumstances – as in shoe soles, car tyres or when compacting plastic bags. The mesh of molecular chains in a polymer breaks down slowly over time due to the stress of ordinary wear and tear. When a polymer is squeezed, the pressure breaks chemical bonds and produces free radicals which are highly energetic. Radicals are responsible for normal human ageing, but also for DNA damage and cancer in the body. The team discovered that a silicone polymer commonly used in implants for cosmetic procedures releases a large quantity of potentially harmful free radicals when the polymer is under only a moderate amount of pressure. The researchers suggest that the safety of certain polymer-­‐based medical implants should be looked at more closely. Grzybowski says: “We have established that polymers under stress create free radicals with overall thermodynamic efficiencies of up to 30% – approaching the energy efficiency of a car engine – and shoot the radicals out into the surrounding medium where they can drive chemical reactions. The radicals can be useful or they can be harmful, depending on the situation.” The research team is the first to use this energy to drive chemical reactions merely by surrounding the compressed polymer with water containing suitable chemical reagents. The radicals created in the polymer migrate toward the polymer/water interface where they produce hydrogen peroxide, which then can drive chemical processes. “You can get a surprisingly large amount of chemical energy from a polymer under compression,” says Grzybowski. “This energy is, in a sense, free for the taking. It is seldom retrieved from the deformed polymers, which then age unproductively. But you could recharge a battery from the energy produced by walking or driving a car. And you could capture even more energy when compacting millions of plastic bags.” To illustrate the process, the team converted a Nike Air LeBron training shoe into a “lightning shoe,” where the air pockets in the polymeric sole are filled with a solution of a compound that lights up in the presence of radicals. After a person walked in the shoe 26 Avril 2012 for 30 minutes or more, enough radicals were created to generate a blue glow visible to the naked eye. “One direction we are pursuing is to use this energy to sanitise water in developing countries. This is possible because hydrogen peroxide produced by squeezed polymers kills bacteria.” The work is reported in a paper by B A Grzybowski, H T Baytekin and B Baytekin in the peer-­‐reviewed journal Angewandte Chemie. Source: http://www.prw.com/subscriber/newsmail2.html?id=583 Mechanism behind capacitor's high-­‐speed energy storage discovered Researchers at North Carolina State University have discovered the means by which a polymer known as PVDF in combination with another polymer called CTFE, enables capacitors to store and release large amounts of energy quickly. Their findings could lead to much more powerful and efficient electric cars. "In the case of the PVDF mixture, the atoms change their state all at once, which means that you get a large amount of energy out of the system at very little cost in terms of what you need to put into it. Hopefully these findings will bring us even closer to developing capacitors that will give electric vehicles the same acceleration capabilities as gasoline engines." Source: http://www.physorg.com/news/2012-­‐02-­‐mechanism-­‐capacitor-­‐high-­‐speed-­‐
energy-­‐storage.html More information: "Electric Field Induced Phase Transitions in Polymers: a Novel Mechanism for High Speed Energy Storage" by V. Ranjan, M. Buongiorno Nardelli and J. Bernholc, Center for High Performance Simulation and Department of Physics, North Carolina State University, Published online in Physical Review Letters. Un nouveau type de miroir réfléchissants pour le solaire La compagnie Fujifilm a mis au point un miroir réfléchissant à partir d'un film plastique. Cette innovation permettrait de pallier les inconvénients des miroirs en verre : ces derniers sont lourds, fragiles et donc difficilement transportables. Les nouveaux miroirs (d'une réflectivité de 95%), d'une structure tétracouche, doivent leurs propriétés réflechissantes à un film en polymère. Fujifilm vise le marché du solaire thermique, tout particulièrement l'utilisation des miroirs permettant de concentrer la lumière du soleil. Source: http://www.bulletins-­‐electroniques.com/actualites/69357.htm 27 Avril 2012 Appliqué sur les vitres des fenêtres, le film photovoltaïque translucide et isolant développé par 3M Sumitomo isole de la chaleur tout en produisant de l’énergie électrique 3M Sumitomo (JP) a développé un film photovoltaïque qui a l’avantage, en plus de produire de l’énergie électrique, d’offrir une isolation thermique et d’être translucide. Il pourrait être appliqué sur le vitrage des fenêtres, en particulier pour les immeubles entièrement vitrés. Le film est réalisé en déposant une couche de cellules photovoltaïques organiques sur une résine transparente qui possède de bonnes propriétés d’isolation thermique. La résine présente également une conductivité électrique suffisamment élevée pour servir d’électrode aux cellules PV. Des électrodes métalliques n’étant pas nécessaires, le film garde des propriétés de transparence suffisante pour être appliqué sur les fenêtres. Les chercheurs ont montré l’efficacité du film en tant qu’isolant en plaçant une lampe incandescente d’un côté du film et des capteurs de température des deux côtés : pour une température de 40.8°C du côté de la lampe, ils ont relevé une différence de température de 13°C, ce qui met en évidence l’utilité du film en cas de très forte chaleur. Par contre, aucune information sur le rendement énergétique du dispositif n’a été communiquée. Source: Sirris http://techniline.sirris.be/WO.WSC/webextra/prg/olContent3?vWebSessionID=11212
6&vUserID=8000067&TopicID=5972&FAction=HOME Graphene-­‐Based Ultracapacitors Help Develop High-­‐Power Flexible Electronics A research team from the University of California-­‐ Los Angeles (UCLA) has developed novel graphene-­‐based electrodes with higher conductivity and surface area utilizing a typical LightScribe DVD optical drive. Schematic showing the structure of laser scribed graphene ultracapacitors These electrodes are helpful in designing electrochemical capacitors that combines the battery’s high energy density and the capacitor’s power performance, paving the way to advance energy storage technology. The research team showed the high-­‐performance electrochemical capacitors made of graphene. These electrochemical capacitors, also called as ultracapacitors or supercapacitors, retain superior electrochemical qualities even under high mechanical stress, making them suitable for high-­‐power flexible electronics. The study results have been reported in Science. In the UCLA’s process, graphene electrodes are fabricated by laser treating a DVD disc coated with a graphite oxide film inside a LightScribe DVD drive. Devices featuring laser 28 Avril 2012 scribed graphene (LSG) electrodes made of expanded graphene network demonstrate ultrahigh energy density in various electrolytes, while retaining the outstanding cycle stability and high power density of ultracapacitors. The LSG ultracapacitors have a substantial charge storage capacity due to the higher surface area of the LSG electrodes. They can offer ultrahigh power within in a shorter period due to the electrode’s open network structure that reduces the electrolyte ions’ diffusion path, which is critical to charge the device. Moreover, the LSG electrodes are mechanically stronger and have higher conductivity than activated carbons used in conventional ultracapacitors, thus eliminating the necessity for a binder or current collector. Furthermore, these properties allow LSG to act as both the active material and current collector in the EC. The combination of both functions in a single layer leads to a simplified architecture and makes LSG supercapacitors as cost-­‐effective devices. Commercially available ECs consist of a separator sandwiched between two electrodes with liquid electrolyte that is either spirally wound and packaged into a cylindrical container or stacked into a button cell. Unfortunately, these device architectures not only suffer from possible harmful leakage of electrolytes, but their design also makes it difficult to use them for practical flexible electronics. The use of a polymer gelled electrolyte simplifies the fabrication process by eliminating the use of special packaging materials, and decreases the thickness of the device by functioning as a separator. d. Transport BASF a développé pour la Smart une jante en polyamide qui ne pèse que 6 kg On a déjà fabriqué des jantes en thermodurcissable pour certaines voitures de course et pour de petites séries. Mais elles sont complexes, coûteuses à fabriquer et ne conviennent pas pour des productions en grande série. La “Smart Forvision”, nouveau concept car de Smart, est le premier véhicule au monde à rouler sur des jantes en thermoplastique. Ces roues ne sont d'ailleurs plus seulement un concept : elles ont déjà été testées pour une production de masse. La jante tout en plastique est 30% plus légère qu'une jante en aluminium. Elle pèse 6 kg et est fabriquée dans un polyamide spécialement développé par BASF. Le poids total du véhicule gagne ainsi 12 kg. Le nouveau polyamide, renforcé de fibres longues, est plus rigide, résistant à l'impact et dimensionnellement stable. La roue (2 pièces – support et cover), d'un design complètement nouveau car étudié pour être injecté en thermoplastique, peut être peinte aux couleurs du véhicule. 29 Avril 2012 Réaliser une roue en plastique est un défi technique car la pièce est fortement sollicitée par le poids du véhicule mais aussi par des forces dynamiques telles que le freinage ou le virage. La simulation numérique a permis d'optimiser le design et notamment la position et la forme des raidisseurs et l'orientation des fibres de verre dans la matière injectée. Source: http://techniline.sirris.be/ Pour plus d’information voir : www.smartforvision.basf.com e. Bâtiment Surveillance quotidienne bon marché des structures en béton Le système de détection utilisant la « Sensing Skin » permet de surveiller en continu l’intégrité des structures en béton ou en acier. Ce système de surveillance repose sur des capteurs en matière synthétique mince et souple, appliqués en surface pour détecter les micromouvements. Une surveillance quotidienne des structures en béton constitue une solution adaptée pour en garantir la sécurité. Actuellement, les méthodes high-­‐tech abordables n'en sont qu’à leurs balbutiements. La surveillance des ponts, des barrages, des bâtiments se fait encore visuellement ; il s'agit d'une tâche coûteuse, fastidieuse et parfois dangereuse. Conjointement avec des physiciens de l'université de Potsdam (Allemagne), des chercheurs du MIT ont développé une nouvelle méthode autorisant la surveillance électronique quotidienne des structures. Le capteur innovant est constitué d'une « peau » souple (élastomère thermoplastique mélangé avec du dioxyde de titane) doté de propriétés électriques, que l'on colle à la surface des structures où des fissures peuvent apparaître, comme le côté inférieur d'un pont. Le capteur détecte les fissures dès leur apparition. Dans le labo du MIT, des chercheurs testent la 'Sensing Skin' en la fixant au côté inférieur d'une poutre en béton. Ils mettent ensuite en charge la poutre, ce qui fait apparaître de petites fissures en bas de la poutre (Source : Simon Laflamme, MIT) Fonctionnement La conception du capteur s'inspire de la peau humaine dont le système complexe de nerfs permet de sentir une blessure ainsi que l'endroit de la blessure. On peut donner aux carrés de « peau » la forme appropriée au type de fissures susceptibles d'apparaître dans une structure donnée : des formes diagonales pour détecter les fissures dues au cisaillement, ou des carrés horizontaux pour détecter des fissures provoquées par l'affaissement d'une poutre horizontale. Pour leur premier prototype, les chercheurs ont utilisé un tissu en silicone élastique bon 30 Avril 2012 marché avec des électrodes en argent. Malgré de bons résultats, dans la pratique, le matériau s'est avéré trop mince et trop souple, il risquait en outre de se déchirer lors de la pose. Le deuxième prototype est constitué d’un élastomère thermoplastique souple extensible, mélangé à du dioxyde de titane offrant une bonne sensibilité pour la détection de fissures. Les électrodes en noir de carbone peintes sur l’élastomère mesurent les changements de charge électrique de la « sensing skin ». L’élastomère souple peut être facilement collé à la surface des structures en béton ou en acier à surveiller. La formation d'une fissure entraîne un petit mouvement à la surface du béton ou de l'acier qui provoque à son tour un changement de la capacité électrique de la « sensing skin ». Un système informatique envoie une fois par jour un courant pour mesurer la capacité électrique de chaque carré de « peau » et peut ainsi détecter une différence de capacité par rapport aux carrés adjacents. De la sorte, le système peut détecter un défaut et sa position exacte dans les 24 heures, une sensibilité que n'atteignent pas facilement les autres systèmes conventionnels utilisés pour détecter les fissures des structures en béton (selon Simon Laflamme du MIT). Le côté novateur de la « sensing skin » vient de la souplesse mécanique du matériau et de sa fonction de condensateur électrique – contrairement aux capteurs piézo-­‐électriques qui ne sont pas flexibles ou aux fibres optiques qui ne permettent pas d'effectuer des mesures bidimensionnelles à l'aide d'un seul capteur. Les chercheurs ont introduit une demande de brevet pour cette méthode de détection. Sources: Sirris http://techniline.sirris.be/WO.WSC/webextra/prg/olContent3?vWebSessionID=11212
6&vUserID=8000067&TopicID=5972&FAction=HOME http://web.mit.edu/newsoffice/2011/concrete-­‐sensing-­‐cracks-­‐0701.html f. Textile FIBROLINE IMPERMÉABILISE LES TEXTILES SANS EAU NI SOLVANTS Grâce à l’imprégnation par voie sèche, la société rhodanienne propose une solution pour fonctionnaliser des textiles, tout en coupant le robinet d’eau et l’utilisation de solvants. Pour conférer de nouvelles propriétés aux textiles, Fibroline a développé l’imprégnation électrostatique. C’est une technique dite ''par voie sèche'' : plutôt que de diluer un revêtement dans un solvant et d’en imprégner le matériau à traiter, la société le réduit sous forme de poudres. Elle emploie ensuite un champ électrique alternatif pour mettre ces poudres en mouvement. Les fines particules ainsi agitées viennent se loger au creux des fibres des textiles poreux. Suivant la nature du matériau et la fonction recherchée, Fibroline conçoit une formulation de poudre adéquate et ajuste le champ électrostatique pour garantir une pénétration optimale. L’avantage du procédé est d’abord environnemental puisqu’il abolit tout recours à des solvants ou à de l’eau. Il offre aussi une alternative aux additifs classiques. Grâce à ces poudres, l’industriel Beaulieu a ainsi pu remplacer le revêtement latex de ses moquettes 31 Avril 2012 d’exposition et améliorer leur recyclabilité. La ligne en service chez Beaulieu traitera jusqu’à 25 millions de mètres carrés de moquette par an. Fibroline a également reçu le prix de l’innovation Techtextil à Francfort pour un procédé de fabrication de tapis de voiture non latexés. En parallèle, Fibroline s’intéresse au marché des composites comme débouché potentiel de son procédé. Elle étudie notamment la possibilité d’intégrer les résines thermodurcissables aux fibres sans recourir à une imprégnation par voie humide. Source: http://www.industrie.com/it/fibroline-­‐impermeabilise-­‐les-­‐textiles-­‐sans-­‐eau-­‐ni-­‐
solvants.12790 g. Emballage, conditionnement Un emballage injecté multicouche à propriétés barrières Netstal a développé un emballage plastique injecté avec des propriétés barrières qui lui permettent de rivaliser avec les canettes métalliques. L'innovation tient essentiellement en ce que une feuille barrière est positionnée entre deux couches de plastique injecté (PP par exemple). Une feuille barrière en aluminium ou dans un plastique à faible perméabilité est préformée à la forme finale et insérée dans le moule. Une première couche de plastique est injectée dessus, à l'extérieur du récipient, puis une seconde couche est injectée du côté interne. La couche barrière est ainsi protégée des dommages extérieurs et n'entre pas en contact avec les aliments emballés. La corrosion fréquente dans un emballage métallique n'existe pas ici. La couche externe peut être injectée en plastique recyclé. Le procédé est compatible avec l'in-­‐mold labelling. Les propriétés barrières sont similaires à celles d'une canette métallique. Les emballages ainsi formés sont facilement stérilisables, sans que les propriétés barrières ne soient affectées par le traitement en autoclave, ce qui est le cas pour un emballage tout en plastique. La technique est en test chez de grands producteurs du secteur alimentaire. Mais elle s'applique aussi à l'emballage de produits tels que des médicaments ou des peintures et vernis. Sources: http://techniline.sirris.be/ http://www.netstal.com/fileadmin/downloads_en/Mediencenter/Drucksachen/Magazi
ne/News/NetstalNews_59.pdf Brevet WO2010139566 32 Avril 2012 Clear Lam develops new barrier film structure applying plant-­‐based plastic Clear Lam Packaging, Inc., a manufacturer of rigid and flexible packaging, has created a new film structure made partially from plant-­‐based plastic, which is being used for all varieties of Lactalis' Precious Sticksters branded cheese sticks. Clear Lam chief marketing officer Roman Forowycz told PlasticsToday the company developed the renewable material to address a growing market demand for more sustainable packaging. "Retailers, consumer packaged goods companies, as well as packaging material developers and manufacturers such as Clear Lam, are working together to minimize carbon footprint," he said. "Lactalis is a leader in the cheese industry and recognized the need to innovate and to move forward with new technologies." The package, which holds individually sealed cheese sticks, is made from a lamination of a 50% plant-­‐based, renewable plastic and an outer layer made from traditional petroleum-­‐based plastic. It is produced from plant-­‐based bioplastics derived from Natureworks' Ingeo PLA (polylactic acid) along with ingredients that enhance performance, Forowycz said. The material is then laminated to a polyolefin that is printed by Clear Lam. The material extrudes at lower temperatures than traditional petroleum-­‐based plastics, Forowycz said. On the packaging lines the new material seals and cuts at speeds that equal or exceed the traditional materials that it is replacing. The new material generates up to 35% fewer greenhouse gases and uses up to 36% less energy than the conventional petroleum-­‐based material, the company stated. The finished film is shipped to a Lactalis production facility where its Precious Sticksters products are packaged on horizontal form, fill and seal machines. The bags perform well under typical distribution conditions and meet all FDA requirements for food use, according to a news release. Lactalis made the packaging change as part of its corporate sustainability commitment. "Lactalis implemented a comprehensive corporate sustainability program," Forowycz said. "Packaging is one element in the program to help reduce carbon footprint, energy consumption and environmental impact. Clear Lam is honored to help support Lactalis' efforts." For a decade, Clear Lam has invested in research and development to commercialize new packaging technologies that minimize the impact on the environment. Today, Clear Lam is one of the world's largest extruders and thermoformers of plant-­‐
based Ingeo PLA, the company stated. Source: http://www.plasticstoday.com/article/Clear-­‐Lam-­‐develops-­‐new-­‐barrier-­‐film-­‐
structure-­‐applying-­‐plant-­‐basedplastic-­‐0216201202 33 h.
Avril 2012 Médical, santé Smart, self-­‐healing hydrogels open new possibilities in medicine, engineering University of California, San Diego bioengineers have developed a self-­‐healing hydrogel that binds in seconds, as easily as Velcro, and forms a bond strong enough to withstand repeated stretching. The material has numerous potential applications, including medical sutures, targeted drug delivery, industrial sealants and self-­‐healing plastics, a team of UC San Diego Jacobs School of Engineering researchers reported March 5 in the online Early Edition of theProceedings of the National Academy of Sciences. Source: http://www.physorg.com/news/2012-­‐03-­‐smart-­‐self-­‐healing-­‐hydrogels-­‐
possibilities-­‐medicine.html Novel polymers release their drug cargo in response to body temperature Yiyan Yang and Jeremy Tan from the A*STAR Institute of Bioengineering and Nanotechnology, working in collaboration with researchers from the IBM Almaden Research Center and Stanford University in the USA, have reported the preparation of biodegradable, water-­‐soluble polymers that can be loaded with the cancer drug Paclitaxel and injected directly into tumor tissues. Warming to body temperature causes the release of the therapeutic cargo with the system showing improvement in killing cancer cells over treatment with the drug alone. Rather than being made from repeating units of a single monomer, the polymers described are a type of block copolymer—a polymer with one block that contains hydrophilic and hydrophobic groups and another block that contains hydrophobic groups. It is through the careful balance between these groups that the temperature-­‐
responsive property of the polymer is achieved. To make the copolymers, Yang and co-­‐workers used the process of living polymerization, which allows the polymer chains to keep growing until the supply of monomer is exhausted. When more monomers are added, polymerization will restart. The approach allows polymers with different sized blocks of hydrophilic and hydrophobic groups to be built easily to optimize the properties. It also results in polymers with a narrow distribution of molecular weights—an important factor in producing polymers with consistent properties throughout a sample. Thermoresponsive polymers have been studied before, with one of the most intensively investigated being poly(N-­‐isopropylacrylamide) (PNIPAAm), which was first synthesized in the 1950s. The critical difference in the new polymers described by Yang and co-­‐workers is that they are both non-­‐toxic and biodegradable. “After these polymers 34 Avril 2012 performed their task of delivering their important cargos, they should break down and be excreted without significant additional side effects,” says Yang. “We are now planning to further work with the IBM Almaden Research Center and other industrial partners to evaluate the in vivo toxicity and efficacy of this system for the delivery of therapeutics.” Source: http://www.physorg.com/news/2011-­‐12-­‐drug-­‐delivery-­‐temperature-­‐
regulated.html 7. RECYCLAGE, ENVIRONNEMENT, REGLEMENTATIONS Des bouteilles en plastique pour fabriquer de la peinture Antonio Eduardo Ferreira Alves da Silva, chercheur à l'Université fédérale de Rio de Janeiro (UFRJ) a inventé une peinture alliant écologie et recyclage. Après plusieurs recherches et essais, il est parvenu à fabriquer de la peinture en poudre à partir de bouteilles plastique PET. Cette peinture pourra être utilisée dans l'électronique ou d'autres domaines d'application. La poudre de peinture pourrait permettre de se passer de certains produits pétrochimiques. Pour parvenir à la peinture en poudre, le chercheur a d'abord broyé les différentes bouteilles en plastique avant de modifier leur poids moléculaires. Cette peinture en poudre à partir de bouteilles recyclées est d'ores et déjà brevetée et a été récompensée par l'Association brésilienne de l'industrie du PET. Source: http://www.bulletins-­‐electroniques.com/actualites/69374.htm Nanomatériaux: plus de transparence pour les industriels Dioxyde de titane, silices, nanotubes de carbone… Le grand inventaire des nanomatériaux présents sur le marché va pouvoir commencer. Le décret fixant le contenu de la déclaration obligatoire des nanoparticules par les industriels est paru au Journal Officiel le 19 février. L'impact des nanomatériaux sur la santé est encore mal appréhendé. Avant de prendre des mesures dans un sens ou dans un autre, l'exécutif a souhaité recensé leur utilisation. Une disposition de la loi Grenelle vise donc à organiser la traçabilité des informations et l'évaluation du risque pour les produits contenant ces substances. Une première en Europe. Ainsi les fabricants, les importateurs et les distributeurs de nano-­‐produits (1000 environ au total) auront l'obligation, à compter du 1er mai 2013, de déclarer l'identité, les quantités et les usages des nanomatériaux. Il s'agit de délivrer une meilleure information auprès des consommateurs comme des salariés exposés à ses substances. Plus de 80 chapitres seront à renseigner chaque année. C'est l'Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (Anses) qui sera en charge de constituer la base de données résultant de ces déclarations. Cette base "sera mise en place à partir de 2013", précisait le 7 févier 35 Avril 2012 dernier Marc Mortureux, le directeur général de l'Anses, en présentant le programme de travail de l'agence en 2012. Agence qui sera aussi chargée de travailler sur l'authentification des déclarations. 809 PRODUITS "NANO" COMMERCIALISÉS EN 2008 En parallèle, l'Anses poursuit ses travaux sur les nanomatériaux. "De la même manière que nous l'avons fait pour les radiofréquences, un groupe d'experts sera mis en place en 2012 pour faire le point dur l'état des connaissances scientifiques", explique Marc Mortureux. Les premiers résultats sont attendus courant 2013. Selon un rapport de l'agence datant de 2010, les incertitudes scientifiques concernant les risques potentiels associés aux produits finis contenant des nanomatériaux sont en effet encore nombreuses. Selon la société de conseils Alcimed, 809 produits "nano" ont été commercialisés rien qu'en 2008. Le cabinet estime le marché entre 1000 et 3000 milliards de dollars d'ici 2015 sur l'ensemble des secteurs d'activités utilisateurs de nanomatériaux. Que ce soit l'aérospatial, la chimie, la cosmétique, l'électronique ou encore les biens d'équipement. http://www.usinenouvelle.com/article/nanomateriaux-­‐plus-­‐de-­‐transparence-­‐pour-­‐les-­‐
industriels.N169195#xtor=EPR-­‐169 French BPA ban may harm US food exports, warns USDA The proposed French ban on Bisphenol A (BPA) in food packaging would jeopardise exports of food products to France, according to a new report from the US Department of Agriculture (USDA). The report says the ban, which is waiting to be examined by the French senate, would affect sales of beverage products such as beer and juice. France is the second largest market for Florida juices, with sales totalling $21m (€15.8m), says the USDA. “In addition any product that contains a plastic packaging or a plastic component maybe affected by this law,” says the report. “Frozen seafood and meat products are most likely using BPA in their packaging, as well as packers for bulk dried fruit and dried legumes.” The USDA says US companies that manufacture in France, for example Coca Cola, would be forced to change the composition of their packaging at a higher cost. Smaller companies may not have the financial resources to change their packaging, it adds. In 2011, the French Socialist party proposed two bills at the National Assembly, banning the use of BPA in all food containers by 1 January 2014. The bill is due for approval by the end of this month. http://www.foodproductiondaily.com/Packaging/French-­‐BPA-­‐ban-­‐will-­‐jeopardise-­‐US-­‐
exports-­‐USDA 36 Avril 2012 Nouvelle technique d'adoucissant pour appareils ménagers Chaque année, des milliards de kilos de sel se retrouvent dans les eaux usées par le biais de l'utilisation d'appareils ménagers tels que les machines à laver et lave-­‐vaisselles. L'Université technologique d'Eindhoven (TU/e) a mis au point un polymère permettant d'adoucir l'eau sans utiliser de sel. Une entreprise d'Eindhoven spécialisée en technologie est en train de travailler sur une variante de ce nouveau procédé en vue d'une prochaine commercialisation. Partout dans de nombreux endroits dans le monde, l'eau du robinet contient plus de calcium et de magnésium que ce qu'il est nécessaire pour le fonctionnement des appareils ménagers tels que les machines à laver. L'eau est adoucie en y ajoutant du sel prévu à cet effet. Ce sel se lie au calcium et au magnésium, puis se déverse dans l'environnement via les eaux usées. Ceci est de l'ordre de plusieurs millions de kilos pour le seul compte des Pays-­‐Bas. Cela est à l'origine de l'apparition d'une couleur grise, et du dépôt que l'on retrouve sur la vaisselle. Le chercheur Sjoerd van Nispen de la TU/e a mis en place une nouvelle méthode pour adoucir l'eau, qui évite toute pollution. Il a travaillé en collaboration avec le bureau Afira Eindhoven techno et l'Université de Wageningen. La méthode se base sur la maintien temporaire du calcium. Van Nispen a développé un polymère spécial, liant le calcium et le magnésium à basse température, et libérant le calcium une fois la température de l'eau augmentée. Une machine à laver munie d'une telle unité d'adoucissement adoptant ce polymère, permet de récolter le calcium avec une eau à basse température, puis de le relâcher une fois le cycle terminé et l'eau réchauffée. Cette méthode est très respectueuse de l'environnement. Non seulement le sel n'est plus nécessaire, mais aucune énergie supplémentaire n'est utilisée par cette méthode. L'énergie requise ne provient seulement que de la chaleur produite par les eaux usées. Le système de Van Nispen fonctionne à l'aide de molécules appelées micelles, dans lesquelles de petites particules, agissant comme filtres, pouvent être stockées. Le désavantage reste encore le coût, ne permettant pas de rivaliser pour l'instant avec la méthode traditionnelle. D'autres recherches devraient conduire à une réduction de ce coût. Un projet de recherche plus avancé, basé sur la technologie de Van Nispen est en cours, en collaboration avec Akzo Nobel, Afira, et l'université. Afira développe sur le même principe un type de gel présentant les mêmes propriétés, moins couteux. L'entreprise s'attend à ce que cette technologie se retrouve sur le marché d'ici quelques années, pour une utilisation industrielle, mais aussi pour les produits de consommation courante. Source: http://www.bulletins-­‐electroniques.com/actualites/69173.htm 37 Avril 2012 8. Enseignement et Recherche Nouveau centre de recherche sur les polymères à Prague Baptisé en l'honneur du Professeur Otto Wichterle -­‐ éminent chimiste tchèque et inventeur de la lentille de contact souple -­‐ ce centre sera dédié à la recherche sur les matériaux et technologies polymères. Rattaché à l'Institut de Chimie Macromoléculaire de l'Académie des Sciences, il viendra compléter l'expertise de ce dernier dans le domaine de la chimie des polymères. C'est en partie grâce au support financier de l'Union Européenne que ce projet de centre recherche, aussi bien tourné vers l'industrie que vers le milieu académique, a pu voir le jour. Les chercheurs du centre Otto Wichterle mèneront des travaux sur l'utilisation des polymères en électronique ainsi que sur le développement d'étiquettes d'identification, apposées à l'emballage des produits et capables d'indiquer un changement de leur composition chimique ou de fournir des informations sur leur consommabilité. Par ailleurs, ils travailleront à l'amélioration de la fiabilité et de la durée de vie des prothèses articulaires. Il est aussi question de trouver des moyens de recycler la mousse de polyuréthane issue des épaves de voitures. Source: http://www.bulletins-­‐electroniques.com/actualites/69311.htm PREMIER LABO COMMUN EUROPE-­‐JAPON SUR LES NANOTECHNOLOGIES Le LIMMS, unité mixte de recherche entre le CNRS et l’Université de Tokyo sur les nanotechnologies, s’ouvre à trois partenaires européens. Avec le soutien de Bruxelles, il devient le premier labo européen au Japon. L’Union européenne et le Japon scellent leur partenariat de recherche en ouvrant EUJO-­‐
LIMMS, le premier laboratoire commun Europe-­‐Japon soutenu par la Commission européenne au pays du soleil levant. Situé sur le campus Komoka II de l’Université de Tokyo, il concentrera ses travaux sur les MEMS, NEMS et nanotechnologies. Ce projet ne part pas de zéro. Il s’appuie sur le LIMMS (Laboratory for Integrated Micro Mechatronic Systems), Unité Mixte Internationale de recherche entre le CNRS et l’Institut des Sciences Industrielles (IIS), de l’Université de Tokyo créée en 1995. Depuis décembre 2011, il s’est ouvert à trois partenaires européens: Ecole Polytechnique de Lausanne (EPFL), en Suisse; Albert-­‐Ludwig-­‐Universitaet Freiburg (IMTEK), en Allemagne; Teknologian Tutkimuskeskus (VTT), en Finlande. Cette initiative donne une nouvelle impulsion à la coopération entre l’Europe et le Japon dans la recherche sur les nanotechnologies. Le projet vise à explorer les nouvelles frontières des Mems et Nems dans la mécatronique, la robotique, la métrologie, la photonique, la biologie, etc. Source: http://www.industrie.com/it/premier-­‐labo-­‐commun-­‐europe-­‐japon-­‐sur-­‐les-­‐
nanotechnologies.12617 38 9.
Avril 2012 ECHOS de l'INDUSTRIE Elevance and Arkema partner on renewable polymers WOODRIDGE, ILL. (Feb. 27, 3:20 p.m. ET) -­‐-­‐ For the second time in less than a year, technology firm Elevance Renewable Sciences Inc. has struck a development deal with an international plastics and chemicals firm. This time around, Woodridge, Ill.-­‐based Elevance has agreed to partner with Arkema Group of Colombes, France, to develop and produce renewable specialty polymers. Elevance will provide “starting materials” to Arkema to develop the new materials, officials with both firms said in a Feb. 27 news release. The partnership “offers Arkema the strategic opportunity to expand our current feedstocks for bio-­‐sourced raw materials,” Arkema scienitfic director Jean-­‐Luc Dubois said in the release. Elevance sales and marketing executive vice president Andy Shafer added that Arkema’s position as a producer of bio-­‐sourced technical polymers “is a natural fit for our unique specialty chemicals.” Arkema already uses renewable materials in several plastic additives, including Vioflex-­‐
brand soybean oils. The firm has annual sales of more than $7 billion and ranks as the world’s largest maker of acrylic resin and sheet, which it sells under the Plexiglas and Altuglas trade names. In July, Elevance had announced a similar partnership with Swiss firm Clariant International Ltd. to commercialize new plastic additives made from renewable materials. A month before that deal was announced, Elevance purchased a biofuels refinery in Natchez, Miss., that it plans to use to make renewable specialty materials based on natural oils. In plastics, Elevance materials – made via olefin metathesis – can be used in specialty nylon resins, as well as in polyols, polyester, epoxies and polyurethane. Source: http://www.plasticsnews.com/headlines2.html?channel=195&id=24615&sust_id=1330
578000 Natureworks and BioAmber form bioplastics joint venture AmberWorks, a new joint venture between polylactic acid maker NatureWorks LLC and biochemicals company BioAmber Inc. is developing new compounds that will greatly expand the property range of bioplastics, a NatureWorks official said. 39 Avril 2012 BioAmber produces bio-­‐based succinic acid, a feedstock for bio-­‐based modified polybutylene succinic polymers (mPBS). The companies are targeting biodegradable food service products such as injection-­‐
molded cutlery and thermoformed cups, lids and clamshell containers, said Steve Davies, NatureWorks director of marketing and public affairs. NatureWorks, based in Minnetonka, Minn., makes Ingeo-­‐brand PLA. AmberWorks now has samples of the first two grades for development by customers: Ingeo AW 200 D for thermoforming and Ingeo AW 300 D for injection molding. The material is approved for food contact by the U.S. Food and Drug Administration, Davies said. “We want to get them out to the market,” he said. Montreal-­‐based BioAmber currently makes bio-­‐succinic acid at an industrial fermenting plant in Pomacle, France. BioAmber plans to build a plant in Sarnia, Ontario, under a partnership with Mitsui & Co. Ltd. That plant, set to open in 2013, will make bio-­‐succinic acid as well as 1,4 butanediol (BDO), the two building blocks to manufacture mPBS. The joint venture will use commercially available PBS until production of mPBS begins. Marc Verbruggen, president and CEO of NatureWorks, said the joint venture enables his company to broaden its existing portfolio. The new materials expand Ingeo properties in terms of flexibility, toughness and heat resistance. Davies said PBS offers some important properties, but it has seen limited use over the years because it’s expensive. NatureWorks believes the bio-­‐based PBS eventually will be cheaper than the traditional petroleum based material, which will expand the use of PBS. Davies said BioAmber had considered compounding the material in-­‐house, but decided to contact NatureWorks so the two companies could work together. Source: http://www.plasticsnews.com/headlines2.html?cat=1&id=24546