Tout ce qui brille n’est pas de la litière

C’est le problème que l’équipe de Droguet s’est proposé de résoudre en utilisant de la cellulose dérivée de la pâte de bois disponible dans le commerce. Tout d’abord, ils ont dû trouver comment faire en sorte que les cristaux se mettent en place de la bonne manière. Ils formeront automatiquement une structure, mais lequel La structure dépend de la composition ionique de l’eau dans laquelle ils se trouvent. Pour modifier cette composition, « il suffit d’ajouter du sel, vraiment », explique Vignolini. Le sel modifie la façon dont les molécules sont attirées les unes vers les autres et dicte la forme qu’elles forment et par la suite la couleur des paillettes qu’elles produisent. Le simple ajout de cinq milligrammes changera la couleur d’un kilogramme entier de cellulose, faisant réfracter les cristaux à des longueurs d’onde plus courtes, comme les verts et les bleus. Avec moins de sel, ils réfractent des longueurs d’onde plus longues, comme le rouge.

L’équipe a également compris comment contrôler soigneusement le processus de production afin de pouvoir désormais créer des feuilles de paillettes d’un mètre de long à l’aide d’une machine à rouler, un équipement industriel courant. La machine roule des écheveaux d’une base polymère, ou « bande », tandis qu’un distributeur projette des quantités égales de la solution de nanocristal. Le mélange doit être suffisamment fin pour se déposer facilement sur le rouleau, mais suffisamment visqueux pour laisser une couleur profonde et uniforme.

À ce stade, le mélange est clair, de sorte que l’équipe ne peut pas dire si elle a réussi à produire un bon lot tant qu’elle n’a pas passé la bande dans un séchoir à air chaud. Une fois l’eau évaporée, il ne reste qu’un film de nanocristaux. La couleur apparaît soudainement et s’approfondit. « Au dernier moment, c’est très rapide », explique Droguet, qui a réalisé des paillettes vertes, bleues, rouges et dorées. Le film peut ensuite être décollé de la toile et broyé en paillettes artisanales ou mélangé à de la peinture. Le processus nécessite moins d’énergie que la fabrication de paillettes en plastique, et le produit final conserve son éclat même lorsqu’il est mélangé à de l’eau savonneuse, de l’éthanol et de l’huile, ce qui signifie qu’il pourrait être utilisé dans le maquillage et même dans les aliments. « Je pense que nous avons maintenant démontré que les principes fonctionnent à grande échelle », déclare Droguet.

Mais ils n’ont pas encore essayé de faire des quantités industrielles. En utilisant l’équipement de Cambridge, il faut actuellement environ deux mois à Droguet pour fabriquer un kilogramme de paillettes. Pour augmenter la production, il aura besoin de financement et d’un accès à des sites commerciaux dotés de plus grandes machines roll-to-roll. Jusqu’à présent, il a été difficile d’obtenir l’adhésion des entreprises ; Vignolini dit que les fabricants ont été enthousiastes mais hésitants parce que ce matériau est si différent de ceux qu’ils utilisent actuellement. « C’est radicalement nouveau », dit-elle, et les entreprises veulent s’assurer que cela fonctionne.

Vignolini et Droguet souhaitent également effectuer des tests pour comprendre comment ce matériau se décompose au cours de son cycle de vie et comment cette décomposition pourrait affecter l’environnement. Ils se sont associés à Dannielle Green, écologiste à l’Université Anglia Ruskin au Royaume-Uni, qui a étudié d’autres paillettes à base de cellulose pour voir comment elles affectent la croissance des algues.

Photographie : Université de Cambridge