Dans la lutte contre la pollution des microplastiques, les scientifiques misent sur le pouvoir des microbes pour développer des alternatives durables aux additifs microplastiques nocifs.
C’est en étudiant l’interaction entre les bactéries et les microplastiques dans l’océan qui a amené l’équipe du Prof. Anupam Sengupta à mettre au point une technologie brevetée qui utilise des micro-organismes pour produire des biominéraux durables et négatifs en carbone. Ces particules naturelles pourraient remplacer les microplastiques actuellement présents dans une large gamme de produits de consommation et d’applications industrielles.
Ces recherches, menées par le Department of Physics and Material Sciences (DPHYMS), ouvrent une voie prometteuse pour des solutions à l’échelle industrielle. Le groupe de recherche Physics of Living Matter, dirigé par prof Anupam Sengupta, exploite pleinement le potentiel des microbes.
Repenser les produits du quotidien : le problème caché des microplastiques
Les microplastiques sont un problème environnemental omniprésent, caché dans les produits à usage quotidien, tels que les peintures (jusqu’à 38 % de micro-additifs), les cosmétiques (jusqu’à 10 %) encore des pneus (jusqu’à 15 %). Ces minuscules particules de plastique sont ajoutées pour obtenir certaines propriétés, comme la texture ou la finition, en jouant le rôle de charges ou d’abrasifs. Leur impact environnemental sur les humains, les animaux et la végétation est important, en particulier à long terme.
Le laboratoire interdisciplinaire opère à la croisée de la physique, de la biologie, de l’ingénierie et de l’apprentissage automatique. Les chercheurs étudient la manière dont les micro-organismes réagissent et s’adaptent aux changements de leur environnement. Ils font souvent appel à des techniques d’imagerie avancées, utilisant des microscopes spécialisés et des caméras à haute vitesse pour observer le comportement des microbes au niveau cellulaire et au niveau de la population.
Le projet µ-BITS, une initiative financée par le FNR Jump, a débuté par une étude sur l’interaction entre les bactéries et les microplastiques dans l’océan. Cette recherche motivée par la curiosité a conduit à une découverte inattendue et importante : certains micro-organismes produisent de minuscules particules minérales (biominéraux) en réponse à la présence de microplastiques. Des études plus approfondies ont révélé que d’autres micro-organismes pouvaient produire ces mêmes biominéraux même en l’absence de microplastiques, grâce à un processus appelé « précipitation de calcite induite par des micro-organismes » (MICP).
© Anupam Sengupta Lab
Présentation de µ-BITS
Cette découverte a ouvert la voie à µ-BITS. Ce qui distingue la technologie µ-BITS, c’est la capacité du laboratoire à ajuster avec précision les propriétés de ces biominéraux, en contrôlant leur forme, leur taille et leur rugosité. Ce réglage est essentiel, car différentes applications industrielles requièrent des caractéristiques spécifiques pour les particules. Par exemple, la modification de la surface peut déterminer si une peinture aura un fini brillant ou mat. En comprenant et en contrôlant les processus biophysiques, le laboratoire peut adapter les biominéraux à divers usages dans les peintures, les cosmétiques, les lessives en poudre, les dentifrices, etc.
‟ La nature a déjà résolu bon nombre de nos problèmes les plus complexes. Il nous suffit d’observer, d’exploiter et d’adapter ces solutions aux processus industriels. Avec μ-BITS, nous laissons les microbes nous montrer la voie vers un avenir plus propre, plus vert et plus durable.”
Associate professor, FNR ATTRACT Fellow
Du laboratoire au marché : une solution verte
Le projet est actuellement dans une phase critique de validation du produit, en collaboration avec des partenaires industriels locaux tels que Goodyear et Peinture Robin. Les premiers essais avec des applications de peinture ont donné des résultats prometteurs. Afin de répondre à la demande industrielle future, le laboratoire s’emploie activement à passer de la production à l’échelle du laboratoire à celle à l’échelle industrielle, en utilisant des bioréacteurs, et une nouvelle augmentation de la production est en cours. L’équipe du professeur Sengupta vise à créer une spin-off bientôt afin de commercialiser cette technologie innovante Made in Luxembourg.
En savoir plus
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Physics of Living Matter
Le projet µ-BITS a vu le jour dans le cadre d’une bourse individuelle Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) et a été rendu possible grâce au soutien d’une bourse FNR JUMP, ainsi que de la bourse FNR-ATTRACT Investigator.
Le projet a également bénéficié du soutien de PaKTTO (Partnership, Knowledge & Technology Transfer Office at the University of Luxembourg).