03 mai 2021 - Des matériaux fluorescents créés par impression 3D

03 mai 2021 - Des matériaux fluorescents créés par impression 3D

L'incorporation de sous-produits agricoles inutilisés dans des matériaux est une stratégie pertinente pour développer des produits biosourcés et économiquement compétitifs qui limitent les impacts environnementaux des matières plastiques. Par ailleurs, le développement des techniques d'impression 3D offre la possibilité de concevoir de tels biomatériaux tout en apportant de nouvelles fonctionnalités.

Dans cette étude, des anas de lin ont été sélectivement broyés puis utilisés comme matériau de départ pour être greffés à un fluorophore dont la fluorescence varie en fonction du pH. Les anas fluorescents résultants ont été mélangés avec du poly-(butylène téréphtalate) (PBAT) par extrusion pour produire un filament renforcé avec 10 % en poids d'anas de lin, qui a ensuite été imprimé en 3D. Une caractérisation microstructurale approfondie (analyse de la taille et de la forme des particules, microtomographie aux rayons X) a démontré que les particules de lin étaient distribuées de manière homogène dans le matériau imprimé en 3D. Malgré la teneur relativement faible en anas de lin fluorescents dans le matériau final imprimé en 3D (1% en poids) et les étapes successives de chauffage (pendant l'extrusion et l'impression 3D), une forte émission fluorescente a pu être conservée dans le matériaux final.

Ce travail est issu d'une collaboratoire entre les laboratoire FARE à Reims et IATE à Montpellier avec l'IRDL de Lorient, rendu possible grâce à des financements d'INRAE (project FluoFlax4D) et européens (projet Marie-Curie SmartPOP). Il ouvre la voie à l'utilisation d'anas de lin fluorescents comme renforts dans des composites, permettant ainsi de réaliser des matériaux 4D avec des applications potentielles comme capteurs en fonction du fluorophore utilisé.

Lire : Mayer-Laigle C, Foulon L, Denoual C, Pernes M, Rondet E, Magueresse A, Barron C, Habrant A, Bourmaud A, Paës G* (2021) Flax shives-PBAT processing into 3D printed fluorescent materials with potential sensor functionalities. Indusrial Crops and Products 167, 113482. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.113482

Contact : Dr Gabriel Paës, gabriel.paes@inrae.fr

Date de modification : 06 juin 2023 | Date de création : 29 avril 2021 | Rédaction : G. Paës