Chercheuse chinoise en résidence étrangère étudie de nouveaux plastiques à base de matières premières renouvelables

La professeure chinoise Dr. Xinyan Shi est actuellement en visite sur le campus. (Photo : Sebastian Kamerling/Ce)

La professeure chinoise Dr. Xinyan Shi de l'Université de Qingdao des Sciences et Technologies (QUST) est actuellement en visite à l'Université Technique de Kaiserslautern (TUK). Au sein du département des matériaux composites, la chercheuse s'intéresse à l'impression 3D de plastiques. La particularité : elle utilise la matière première renouvelable cellulose, qui doit améliorer les propriétés des pièces imprimées. Shi participe dans le cadre d'un projet de recherche à la TUK, soutenu par le Service allemand d'échange académique (DAAD).

Grâce aux techniques d'impression 3D, il est par exemple facile de fabriquer des pièces complexes en plastique. L'équipe du professeur Dr. Alois Schlarb, du département des matériaux composites, travaille également avec cette technologie. En collaboration avec la professeure Shi, les chercheurs étudient notamment comment la cellulose peut être utilisée dans ces plastiques. C'est le domaine de spécialisation de la chercheuse invitée et de son groupe de travail. La cellulose est une molécule de sucre à longue chaîne. Elle constitue la principale composante des parois cellulaires végétales et est notamment produite lors de la transformation du bois.

L'équipe de chercheurs de Kaiserslautern travaille à l'intégration de la cellulose nanocristalline (CNC) dans leurs plastiques. Elle possède d'excellentes propriétés mécaniques ainsi qu'une grande résistance et rigidité, ce qui profite également à la pièce imprimée finale. Lors de cette procédure, il est essentiel que les particules de cellulose soient réparties uniformément dans les couches de plastique et qu'elles adhèrent bien à celles-ci. Les scientifiques utilisent pour ce travail un bioplastique, une sorte de polylactide, abrégé PLA, qui est entièrement biodégradable.

L'objectif du projet est de permettre l'utilisation de matériaux dits hybrides lors de l'impression 3D. Cela désigne une combinaison de différents matériaux à plusieurs échelles, comme par exemple des particules de cellulose nanométriques et d'autres additifs de différentes tailles. De cette manière, il est possible de doter les matériaux de propriétés variées, adaptées à chaque application.

De tels matériaux et la méthode d'impression 3D intéressent divers secteurs, notamment l'industrie automobile ou la technologie médicale.

La professeure Shi reste environ quatre semaines au département des matériaux composites. Dans le cadre du projet quadriennal « Composites hybrides de polymères intrinsèques à base de biomasse fabriqués par impression 3D », d'autres séjours sont également prévus.