Procédé de fabrication de nanocristaux de chitine de haute qualité à partir d'une source naturelle

Faits saillants

Les nanocristaux de chitine ou de chitosane (NcCh) provenant de substances renouvelables comme les restes de crustacés (crevettes, homards et crabes) ont de nombreuses applications industrielles et commerciales. Ce matériau se caractérise principalement par ses propriétés antimicrobiennes, sa forte résistance à la traction, sa biocompatibilité et sa biodégradabilité.

En raison de ces particularités, les applications les plus prometteuses des NcCh comprennent leur usage dans le traitement antibactérien, l'épuration de l'eau ainsi que l'emballage et la préservation des aliments.

Les NcCh constitueraient une solution de rechange écologique et efficace à des produits chimiques tels le triclosane, le triclocarban et le chloroxylénol, souvent employés comme antimicrobiens ou désodorisants.

Notre procédé unique en son genre permet de fabriquer des nanocristaux de chitine/chitosane de meilleure qualité et en quantité supérieure, ce qui donne lieu à des avantages non négligeables au niveau de la production (mise à l'échelle, sécurité, durabilité et baisse des coûts). Les nanocristaux obtenus de cette façon sont en outre carboxylés en surface, ce qui signifie qu'ils réagissent davantage et sont plus polyvalents que ceux issus des méthodes usuelles, qui ne le sont pas.

Transfert de technologie

Cette technologie pourrait être exploitée sous licence ou perfectionnée par l'entremise d'une entente de collaboration en recherche avec le CNRC. Pour faire référence à cette possibilité d'affaires, prière de mentionner le numéro de dossier 12621 du CNRC.

Applications commerciales

  • Pesticides biologiques
  • Élaboration de composés pharmaceutiques
  • Cosmétiques
  • Traitement des polluants industriels
  • Production et préservation d'aliments
  • Textiles
  • Renforcement du plastique
  • Aérogels
  • Applications en biomédecine
  • Antimicrobiens

Fonctionnement

La chitine est un matériau semi-cristallin renouvelable qui abonde dans la nature, où elle joue un rôle important en formant l'exosquelette d'organismes tels que les crustacés. La chitine et le chitosane constituent une ressource écologique abondante, mais mal exploitée.

Les nanocristaux de chitine (NcCh) résistent fortement à la traction, ne sont pas toxiques, sont biodégradables et biocompatibles, et possèdent des propriétés antimicrobiennes. Pareilles caractéristiques rendent cette ressource renouvelable fort intéressante pour une vaste gamme d'applications, parmi lesquelles on retrouve les antiparasitaires biologiques, les produits pharmaceutiques, les cosmétiques, le traitement des polluants industriels, la conservation des aliments, les textiles, le renforcement du plastique et les aérogels.

Plusieurs méthodes complexes permettent de fabriquer des nanocristaux de chitine à partir de résidus de crustacés (crevettes et crabes), notamment l'hydrolyse acide et la fragmentation mécanique. L'hydrolyse acide, dans son usage actuel, nécessite des produits chimiques coûteux, alors que les nanocristaux obtenus par fragmentation mécanique doivent être chimiquement traités pour être débarrassés de leurs impuretés. Nous avons besoin d'une méthode de fabrication plus simple et moins onéreuse pour exploiter pleinement le potentiel industriel des nanocristaux de chitine.

Un nouveau procédé exclusif a été mis au point pour fabriquer en grande quantité des nanocristaux de chitine à partir de divers crustacés comme la crevette et le crabe. Le matériau chitineux peut être traité directement à partir de telles sources, si bien que ce procédé engendre des avantages appréciables sur les plans de la mise à l'échelle, de la sécurité, de la durabilité et des coûts. L'agent employé est très stable et représente une solution de rechange bon marché aux acides utilisés dans les méthodes de production usuelles. Les nanocristaux résultants sont plus uniformes, leur nature est plus cristalline, leur diamètre plus petit, et ils ont un rapport de forme plus grand que les nanocristaux de chitine issus des méthodes de fabrication habituelles.

Les nanocristaux de chitine fabriqués avec le procédé exclusif sont carboxylés en surface, si bien qu'ils réagissent davantage et sont plus polyvalents que les nanocristaux non carboxylés venant des autres procédés de fabrication. Les nanocristaux de chitine carboxylés peuvent aussi subir des réactions de substitution supplémentaires, ce qui permet d'élaborer des matériaux naturels aux propriétés très précises.

En attente de brevet

Avantages

  • Méthode de fabrication plus simple et moins coûteuse
  • Production d'une quantité supérieure de nanocristaux de chitine de meilleure qualité que ceux obtenus avec les méthodes classiques
  • Possibilité de mise à l'échelle
  • Durabilité
  • Sécurité
  • Réactivité et polyvalence supérieures grâce à la carboxylation

Brevets

Dossier du CNRC nº 12621 : en attente de brevet.

Personne-ressource

Pour en savoir plus sur cette technologie, communiquez avec :

Paul Neima
Conseiller de portefeuille, Développement des cultures et des ressources aquatiques
Téléphone : 902-566-7444
Courriel : Paul.Neima@nrc-cnrc.gc.ca