Une avancée significative a été réalisée dans le traitement de l’eau grâce à une nouvelle technologie de filtration. Cette innovation, utilisant des matériaux en 2D et de la chimie à base de sucre, permet de capturer des contaminants persistants comme les PFAS. Une solution adaptable pour assurer une eau plus sûre à l’échelle mondiale.
Des chercheurs de l’Université Monash ont mis au point une nouvelle technologie de filtration de l’eau qui pourrait transformer la lutte contre les PFAS – des produits chimiques connus pour leur persistance dans l’environnement et leurs risques pour la santé. Présents dans des produits tels que les vêtements imperméables et les mousses anti-incendie, les PFAS sont particulièrement difficiles à décomposer. Les méthodes de traitement traditionnelles échouent souvent, notamment contre les plus petites molécules de PFAS, qui échappent aux filtres et s’accumulent dans les écosystèmes et dans le corps humain.
L’équipe de Monash a développé une membrane en oxyde de graphène dérivée du graphite, renforcée par de la bêta-cyclodextrine, une molécule de sucre en forme d’anneau. Cette association n’est pas anodine : la bêta-cyclodextrine peut piéger des composés chimiques à l’intérieur de sa structure en anneau, agissant comme une cage moléculaire. Les chercheurs ont créé un réseau très sélectif de canaux à l’échelle nanométrique en intégrant la bêta-cyclodextrine dans la membrane en oxyde de graphène. Ces canaux font office de barrières énergétiques, bloquant les molécules de PFAS – y compris les types à chaînes courtes – tout en permettant à l’eau de passer efficacement.
Le chercheur principal Eubert Mahofa a déclaré que la conception de la membrane surmonte un défi majeur dans la purification de l’eau : équilibrer l’élimination des contaminants persistants et minuscules tout en maintenant un flux d’eau propre rapide.
« Notre approche résout ce problème en filtrant et en concentrant ces produits chimiques nocifs tout en permettant à l’eau de circuler efficacement », a déclaré Mahofa.
La performance de la membrane reste stable, même avec des variations de température de l’eau, ce qui est essentiel pour les applications réelles où les conditions peuvent fluctuer. La méthode de fabrication, connue sous le nom d’impression par alignement de cisaillement, est efficace et évolutive, permettant la production de grandes feuilles de membrane adaptées aux usines de traitement des eaux municipales, aux installations industrielles et aux efforts de nettoyage environnemental.
La co-chercheuse Dr. Sally El Meragawi a souligné que cette membrane élimine les produits chimiques nocifs tout en préservant les minéraux et nutriments essentiels. Cette capacité la rend appropriée pour la potabilité et le traitement des eaux usées, garantissant que l’eau reste sûre et saine à la consommation.
Ce qui distingue cette technologie est son adaptabilité. Les chercheurs peuvent modifier la structure chimique de la bêta-cyclodextrine pour cibler une large gamme de polluants, y compris les produits pharmaceutiques, les pesticides et les métaux lourds. Le professeur Mainak Majumder, à la tête du Centre de recherche de l’Australian Research Council pour la fabrication avancée avec des matériaux 2D, a expliqué que cette approche pourrait ouvrir la voie à une nouvelle génération de filtres à eau personnalisables, chacun étant conçu pour cibler des contaminants spécifiques.
L’Université Monash, Clean TeQ Water et NematiQ – une entreprise spécialisée dans les technologies basées sur le graphène – ont collaboré pendant plusieurs années pour développer ce processus novateur.