Outil plasma comme voie écologique pour l’incorporation d’une résistance au feu et d’une protection ultraviolette des tissus

Des tissus plus sûrs pour la vie quotidienne

Des canapés et rideaux aux sièges de voiture et pulls, les tissus synthétiques nous entourent. Pourtant, nombre de ces matériaux s’enflamment facilement, offrent peu de protection contre les rayons ultraviolets (UV) du soleil et peuvent abriter des bactéries. Cette étude présente une manière « plus verte » d’améliorer un tissu synthétique courant — le polyacrylique — afin qu’il résiste aux flammes, bloque la lumière UV, lutte contre les microbes et devienne même légèrement plus solide, tout en réduisant les fumées toxiques dégagées lors de la combustion.

Une lueur douce qui transforme les surfaces des tissus

Les chercheurs ont commencé par un outil invisible appelé plasma gazeux — un gaz partiellement ionisé à basse température souvent décrit comme une lueur douce. Ils ont exposé le tissu polyacrylique soit à un plasma d’oxygène, soit à un plasma d’azote pendant jusqu’à 90 minutes. Ce traitement ne fait pas fondre ni ne recouvre le tissu ; il ajoute discrètement de nouveaux groupes chimiques à la surface des fibres, la rendant moins hydrophobe et plus hydrophile. Ce petit changement facilite l’adhérence des revêtements ultérieurs aux fibres, résolvant un problème de longue date : les tissus synthétiques manquent généralement des « accroches » nécessaires sur leur surface pour des finitions durables.

Un nano-bouclier d’origine végétale

Ensuite, l’équipe a préparé un revêtement protecteur fin centré sur des nanoparticules d’oxyde de zinc. Fait remarquable, elles ont synthétisé ces nanoparticules en utilisant un extrait de tiges de molokhia, offrant une voie plus respectueuse de l’environnement que de nombreuses synthèses conventionnelles. Les particules d’oxyde de zinc, d’un diamètre moyen d’environ 6,2 nanomètres, ont été mélangées à deux composés riches en phosphore — le tripolyphosphate de sodium et l’hexafluorophosphate de tétra-n-butylammonium — qui favorisent la formation d’une couche carbonée protectrice lors de la combustion. Ce mélange a formé un « nanocomposite vert » pouvant être appliqué sur le tissu prétraité au plasma, où il adhérait bien mieux que sur un tissu non traité.

Mettre à l’épreuve flammes, microbes et lumière du soleil

Pour vérifier la performance du tissu amélioré, les scientifiques ont réalisé une série de tests standardisés. Lors des essais d’inflammabilité, le polyacrylique non traité brûlait rapidement, tandis que les échantillons revêtus et traités au plasma brûlaient beaucoup plus lentement. La version la plus performante, utilisant un plasma d’oxygène suivi du nano-revêtement, a réduit le taux de combustion d’environ 83 %. Elle nécessitait également davantage d’oxygène pour maintenir la combustion et libérait nettement moins de dioxyde de carbone, d’oxydes d’azote et de dioxyde de soufre — des gaz associés à la fumée toxique — grâce à une couche de carbonisation plus épaisse et plus compacte qui scellait la surface du tissu. Parallèlement, les essais mécaniques ont montré que le revêtement n’affaiblissait pas le tissu ; dans certains cas, la résistance à la traction s’est améliorée d’environ 10 %, indiquant un léger effet de renforcement de la couche nano.

Protection contre les microbes et le soleil agressif

Les mêmes tissus traités ont également acquis de nouveaux bénéfices sanitaires. Dans des boîtes de Pétri, le polyacrylique non traité permettait la croissance libre de deux bactéries courantes — Staphylococcus aureus et Escherichia coli. En revanche, les tissus portant le revêtement d’oxyde de zinc d’origine végétale présentaient des zones nettes sans bactéries de plusieurs millimètres autour des échantillons. Cet effet antibactérien résultait de l’action combinée de l’oxyde de zinc, des composés phosphorés et de l’extrait de molokhia, tous solidement fixés sur la surface activée au plasma. Lorsque les chercheurs ont mesuré la protection contre les UV, ils ont constaté que le facteur de protection ultraviolet (UPF) passait de 12,5 pour le tissu brut à jusqu’à 39,6 après traitement — une amélioration de plus de trois fois, comparable ou supérieure à de nombreuses finitions textiles avancées rapportées dans la littérature.

Promesses et limites des textiles « intelligents » plus verts

Enfin, l’équipe a vérifié la résistance de la nouvelle finition au lavage. Après quelques cycles, la performance ignifuge est restée acceptable, mais elle a décliné avec des lavages supplémentaires, montrant que le revêtement actuel est semi-durable plutôt que permanent. Malgré cela, le bilan général est encourageant : avec l’aide d’un « primaire » plasma à basse température et d’un revêtement nanoparticulaire assisté par plante, un tissu synthétique courant peut être transformé en un matériau plus sûr, plus protecteur et légèrement plus résistant. Pour les utilisateurs quotidiens, cela pourrait à terme se traduire par des textiles d’ameublement et techniques qui s’enflamment moins facilement, offrent une meilleure protection solaire, ralentissent la prolifération bactérienne et produisent moins de fumée toxique en cas d’incendie — le tout obtenu par un procédé conçu en tenant compte des considérations environnementales.

Citation: Abdel-Razik, A.M., Nasr, H.E. & Attia, N.F. Plasma tool as green route for incorporation of flame retardancy and ultraviolet protection of textile fabrics. Sci Rep 16, 12474 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-47539-x

Mots-clés: textiles ignifuges, revêtements nanoparticulaires, traitement de surface au plasma, tissus protecteurs contre les UV, matériaux antibactériens