La lignine augmente la stabilité et l’efficacité des nanoparticules d’herbicides, selon une étude

Une étude récente a montré qu’une fraction obtenue à partir de la lignine, un polymère organique responsable de la rigidité des parois cellulaires végétales, était capable d’améliorer les performances des nanoparticules avec l’herbicide.

L’ouvrage est publié dans la revue ACS Chimie et ingénierie durables et a récemment figuré sur sa couverture.

L’étude a été menée par des chercheurs de trois instituts de recherche de l’État de São Paulo, au Brésil : l’Université d’État de São Paulo (UNESP), l’Université d’État de Campinas (UNICAMP) et l’Université fédérale de São Carlos (UFSCar).

“La lignine a des propriétés antioxydantes et est l’un des principaux composants de la biomasse végétale, mais elle est encore sous-utilisée et souvent traitée comme un déchet de l’industrie des pâtes et papiers. C’est pourquoi notre groupe a cherché des moyens plus durables d’ajouter de la valeur à cette matière abondante et renouvelable”, explique Leonardo Fraceto, professeur à l’Institut des sciences et technologies de l’UNESP, campus de Sorocaba.

La substance a été obtenue à partir d’Eucalyptus urograndis, un arbre feuillu, puis a été soumise à un processus vert. Ce procédé utilisait l’acide acétique comme solvant pour obtenir différentes fractions ayant des propriétés structurelles et chimiques distinctes. Ensuite, des nanoparticules ont été produites à partir d’atrazine, un herbicide qui combat les mauvaises herbes.

Ces nanoparticules ont subi une série d’analyses physiques, chimiques et thermiques pour examiner leur structure et leur comportement.

“Nous avons constaté que les différentes fractions de lignine ont des propriétés très distinctes. Certaines sont plus riches en groupes phénoliques. D’autres ont une masse molaire plus élevée ou favorisent une plus grande stabilité thermique. Ces différences ont un impact direct sur la formation et les performances des nanoparticules”, explique Fraceto.

Certaines fractions sont plus efficaces pour protéger les matériaux polymères (composés de macromolécules, de protéines et de cellulose, par exemple) de la dégradation induite par les rayons ultraviolets, tandis que d’autres agissent comme stabilisants dans les systèmes de libération de substances. Ces résultats démontrent que la lignine n’est pas un déchet unique et uniforme, mais plutôt un matériau qui peut être personnalisé pour différentes applications.

Selon Fraceto, cette découverte est significative, car même si l’utilisation de la lignine comme tensioactif est prometteuse pour la distribution efficace des ingrédients actifs dans les formulations agrochimiques, plusieurs défis doivent être surmontés. Un problème majeur est la variabilité de sa structure, qui peut affecter sa consistance et ses performances en tant qu’agent stabilisant.

Dans le cas des nanoparticules d’atrazine, l’utilisation de la fraction lignine a augmenté la stabilité et l’efficacité de la libération de l’herbicide. L’utilisation de fractions de lignine spécifiques était cruciale pour optimiser les performances des nanoparticules. Les formulations développées contrôlent efficacement le black jack (Bidens pilosa L.) et l’amarante verte (Amaranthus viridis L.), démontrant leur potentiel pour la lutte durable contre les ravageurs agricoles.

“Non seulement nous avons pu utiliser un procédé simple et respectueux de l’environnement, mais nous avons également profité d’un sous-produit abondant au Brésil, ouvrant ainsi des possibilités pour la bioéconomie”, explique Fraceto. “Ce type d’étude relie la science des matériaux, la durabilité et l’innovation technologique, rapprochant ainsi le monde universitaire des solutions aux défis actuels, tels que le développement d’intrants agricoles plus écologiques.”