Certains emballages alimentaires peuvent être dotés de fonctions antibactériennes par adsorption de petites molécules. Cependant, au cours de leur fabrication, à haute température, ou bien au fil du temps, ces molécules sont libérées et contaminent les aliments.

En collaboration avec l'INRAE-AgroParisTech, des chimistes de l'Iramis proposent une voie alternative, sans relargages intempestifs, qui utilise des liaisons covalentes, et donc stables, entre l'emballage et un polymère antibactérien.

Pour le bactéricide, leur choix s'est porté sur des polymères, les polyionènes, qui contiennent des charges positives, séparées par des segments hydrophobes, de taille modulable.

Ils ont d'abord développé un procédé de greffage de ces polymères sur du verre, comportant trois étapes en phase liquide : dépôt de polydopamine, polymérisation induite par des sels de diazonium et enfin, polyaddition des ionènes (C₁₃H₁₈). Chacune de ces étapes a été caractérisée en détail via diverses techniques d'analyse de surface.

En parallèle, ils ont synthétisé plusieurs polyionènes en variant la longueur et la nature de leurs segments (aliphatiques et éthers), ainsi que leur masse molaire et ont évalué leur action antibactérienne et leur cytotoxicité. Les polymères à segments aliphatiques (CH₂)_n se sont révélés les plus bactériostatiques, avec une efficacité croissante avec la longueur du segment.

Dans le cadre du projet BRICAPAC soutenu par l'ANR, trois procédés ont été développés afin d'incorporer les poly-ionènes à des films alimentaires de polyéthylène.

• Le premier transpose le procédé sur verre au polyéthylène.
• Le second utilise l'impression avec une encre à base de poly-ionènes, suivie d'une exposition UV.
• Le troisième, étudié en collaboration avec BOLLORE Division Films Plastiques, consiste à incorporer les poly-ionènes via un « mélange-maître » lors de l'extrusion du film de polyéthylène.

Chacun de ces procédés a été évalué en termes de performances (action antibactérienne et cytotoxicité) et d'applications industrielles.

Ces travaux se poursuivent désormais dans le cadre du projet COPOBAC (financé par le Labex NanoSaclay) qui vise à intégrer les polyionènes à du polyéthylène recyclé pour former un copolymère antibactérien.