Comment les chercheurs de l'UGA redéfinissent l'emballage durable grâce aux bioplastiques issus de méduses

Dans le cadre de la lutte contre la crise mondiale du plastique, Joinul Islam, doctorant et assistant de recherche à l’Université de Géorgie (UGA) – Département des sciences et technologies alimentaires (FST), se tourne vers une source inattendue : l’océan. Sous la direction du Dr Kevin Mis Solval, Joinul met au point des bioplastiques intelligents et biodégradables dérivés du collagène de méduses.

Mais transformer un organisme marin en un matériau d'emballage alimentaire viable et intelligent ne se résume pas à une chimie innovante : cela exige une extrême précision technique. Pour s'assurer que ces films d'origine biologique protègent réellement les aliments de la détérioration, Joinul s'appuie sur l'AQUALAB VSA (analyseur de sorption de vapeur) et la cellule WVTR (taux de transmission de vapeur d'eau).

Résoudre le problème des microplastiques

Les plastiques synthétiques traditionnels sont une arme à double tranchant : ils protègent parfaitement les aliments, mais persistent dans l'environnement pendant des siècles. Les recherches de Joinul visent à briser ce cercle vicieux en créant des alternatives comestibles et biodégradables.

« L'objectif principal de mes recherches est de mettre au point un bioplastique biodégradable à partir de collagène de méduse », explique Joinul. « Nous savons que le problème des microplastiques est aujourd'hui très grave. En utilisant du collagène de méduse digéré (gélatine), nous pouvons créer des films bioplastiques qui sont non seulement durables, mais aussi adaptés à l'industrie de l'emballage alimentaire. »

Cependant, pour qu'un film bioplastique s'impose sur le marché, il doit démontrer ses propriétés de barrière contre l'humidité. Si un film est trop « respirant », les aliments qu'il contient risquent de s'abîmer. C'est là que réside tout le défi de la mesure du WVTR.

Aller au-delà des erreurs humaines

Avant d'adopter la technologie AQUALAB, Joinul et son équipe se heurtaient aux difficultés de la méthode traditionnelle ASTM E96, un procédé gravimétrique manuel et lent, réputé pour être très exigeant en main-d'œuvre.

« Auparavant, nous utilisions la méthode classique, qui consistait à utiliser un récipient, à le sceller avec de la cire et à le peser toutes les heures ou toutes les quelques heures », explique Joinul. « Il est très difficile d’obtenir une étanchéité parfaite avec de la cire, et la moindre fuite, même infime, suffit à compromettre les données. De plus, il faut tout noter à la main, ce qui augmente le risque d’erreur humaine. »

Dans un environnement de recherche où les enjeux sont considérables et où la précision des données fait la différence entre une publication ou un brevet couronné de succès et une expérience ratée, ces variables liées au traitement manuel constituaient un goulot d'étranglement majeur.

Précision et automatisation avec le VSA

En intégrant l'AQUALAB VSA équipé de la cellule WVTR, le laboratoire UGA-FST a transformé son processus de travail. Le VSA sert d'appareil de mesure principal, offrant un environnement contrôlé où l'humidité et la température sont maintenues constantes, tandis que la cellule WVTR fournit les données spécifiques dont Joinul a besoin pour évaluer ses films bioplastiques.

Le passage des tests manuels aux tests automatisés a apporté trois avantages majeurs :

1. Élimination des erreurs humaines : la cellule WVTR est dotée d'une conception spécifique qui garantit une étanchéité parfaite, sans avoir recours à de la cire salissante ni à une manipulation manuelle.
2. Enregistrement et synchronisation des données : chaque donnée est automatiquement enregistrée. « Le plus grand avantage, c'est l'automatisation », souligne Joinul. « Je peux définir les paramètres, laisser le système fonctionner, puis retrouver un ensemble de données complet, synchronisé et prêt à être analysé. Je n'ai pas besoin de passer la nuit au laboratoire pour prendre les mesures. »
3. Une précision inégalée : la balance VSA mesure les variations de poids au milligramme près, offrant ainsi un niveau de précision que les balances manuelles ne peuvent tout simplement pas égaler.

« Grâce au système AQUALAB, j'ai davantage confiance en mes résultats. Il élimine les incertitudes liées au processus manuel et me permet de me concentrer sur l'aspect scientifique du film lui-même plutôt que sur les aspects techniques du test. » — Joinul Islam, Université de Géorgie

Du laboratoire de recherche à la réalité industrielle

Alors que Joinul aborde les dernières étapes de sa thèse de doctorat, son objectif est de voir ces films bioplastiques à base de méduses utilisés dans des applications concrètes d'emballage, par exemple pour des snacks ou des aliments secs nécessitant une barrière modérée contre l'humidité.

En associant les avancées de la science marine à la rigueur technique de la technologie AQUALAB, l'université de Géorgie démontre que l'avenir de l'emballage est écologique, comestible et, grâce à des données de précision, scientifiquement fondé.

Améliorez la précision de votre laboratoire

Que vous soyez un chercheur universitaire repoussant les limites des biomatériaux ou un professionnel de la R&D dans le domaine de l'emballage cherchant à remplacer les matériaux synthétiques par des alternatives durables, disposer des bons outils fait toute la différence. L'AQUALAB VSA élimine les variables liées au travail manuel, vous permettant ainsi de vous concentrer sur la science qui compte.

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