Dossier : les nano-emballages, c’est quoi ?

Comme nous l’avons vu hier, les nanotechnologies possèdent des propriété particulières qui offrent de nombreuses possibilités d’applications. Pour ceux qui ont raté le départ, c’est ici !

L’incorporation de nanoparticules dans les emballages offre de multiples améliorations qui permettent d’accroitre et exploiter au mieux toutes les fonctions de l’emballage : contenir, protéger, préserver, communiquer. Cette multiplicité suscite l’intérêt des grandes entreprises, qui explorent activement le potentiel de ces nouveaux emballages, aux propriétés mécaniques, physiques, microbiologiques accrues.

Les emballages « améliorés »

Dans les emballages dits « améliorés », la présence des nanoparticules améliore les propriétés intrinsèques de l’emballage, comme son imperméabilité, sa résistance ou son extensibilité.

Les nanoparticules d’argile (les plus utilisées) renforcent l’imperméabilité de l’emballage à l’oxygène et à l’humidité, et peuvent aussi accroitre sa solidité et sa résistance à la température.

Pour que leur addition soit bénéfique, elles doivent être dispersées de façon homogène dans le polymère plastique. Elles forment alors un arrangement structural plus ou moins ordonné, qui selon sa configuration offrira des propriétés différentes. Leur rôle majeur est de limiter la perméabilité de l’emballage aux gaz, ce qui protège les aliments et améliore leur conservation. La théorie la plus connue pour expliquer ce phénomène est que les nanoparticules s’alignent dans le polymère, obligeant les gaz à parcourir un chemin sinueux à travers le film, ce qui rend plus difficile leur pénétration à l’intérieur de l’emballage ; c’est comme si à la place d’une route droite, il vous fallait traverser un labyrinthe pour atteindre votre destination !

Dans la plupart des applications commerciales, les nanoparticules d’argile peuvent ainsi réduire la perméabilité de l’emballage de 75% ! A un niveau encore expérimental, un Polyéthylène Téréphtalate (PET – très répandu parmi les emballages alimentaires), le passage de l’oxygène a même été descendu en-dessous du seuil de détection des instruments de mesure « commerciaux ».

Les nanoparticules d’argile peuvent aussi améliorer les propriétés mécaniques, la résistance à la température, voire à la flamme, de plusieurs polymères plastiques (polyéthylène, polypropylène, nylon …).

Les possibilités d’utilisation sont multiples. Des revêtements ont aussi été créés pour les briques de jus de fruits, afin d’améliorer leur conservation. Dans les bouteilles de bière et de boissons gazeuses, elles renforcent le packaging et réduisent sa perméabilité aux gaz. Imaginez votre bouteille de bière, aussi légère que du plastique, aussi rigide que du verre, et avec une durée de conservation multipliée par trois par rapport à une bouteille plastique classique !

D’autres nanomatériaux peuvent être utilisés. Par exemple, les nanotubes de carbone possèdent une conformation en feuillets qui renforce leurs propriétés élastiques. En les ajoutant dans des matériaux d’emballage (polyvinyle, polypropylène, polyamide…), on augmente leur extensibilité et donc leur solidité.

La présence de nanoparticules améliore donc grandement les propriétés du packaging et offre de multiples avantages :

• étant donné que l’emballage est plus résistant, il devient possible de fabriquer des emballages plus fins, et donc d’économiser sur la matière première et sur les coûts de transport et de stockage (car les rouleaux de plastique prennent moins de place)
• les processus de fabrication « secondaires » (souvent très coûteux) visant à accroitre les propriétés « barrières » ou la résistance de l’emballage ne sont plus nécessaires,
• le temps et de la température des cycles de fabrication des polymères est réduit, grâce à la modification des propriétés physiques et thermiques

Fantastique, non ? Attendez, vous n’avez pas tout vu ! D’autres exemples demain…