Un nanofiltre cent fois plus puissant pour l’assainissement de l’eau

Selon le dernier rapport de l’UNICEF, 663 millions de personnes « n’ont pas accès à des sources d’approvisionnement en eau adéquates. » C’est donc une situation qui met la vie de millions d’enfants en danger. L’accès à l’eau potable s’est avéré problématique même dans les pays ayant des infrastructures modernes. Le scandale de l’eau contaminée à Flint au Michigan en est la preuve. En effet, l’eau de la rivière Flint n’a pas été traitée convenablement, ce qui a provoqué la corrosion des canalisations et la libération du plomb dans l’eau potable. En 2015, les habitants ont su qu’ils avaient consommé une eau contaminée au plomb, un polluant pouvant causer des maladies graves. À la suite de ces révélations, les habitants de la ville ont passé mille jours sans accès à l’eau potable. À ce propos, des chercheurs de l’Université RMIT à Melbourne et l’Université de Nouvelle-Galles du Sud à Sydney ont créé une nouvelle technologie d’assainissement des eaux rapide, réutilisable et efficace.

Création d’un nanomatériau

Il s’agit d’un nouveau nanofiltre durable, écologique et à faible coût. La solution est capable de filtrer les métaux lourds et les huiles de l’eau. Elle agit à l’échelle atomique et cent fois plus vite que les solutions actuelles. Selon le chercheur Ali Zavabeti de l’Université RMIT, le filtre peut aussi éliminer d’autres polluants. En fait, des recherches antérieures ont déjà montré que cette technologie absorbe efficacement des contaminants, tels que le mercure, les sulfates et les phosphates.

Pour réaliser le filtre, l’équipe a conçu et testé un nouveau procédé de fabrication chimique. Ce dernier peut être exploité dans la création d’autres types de composés à base d’oxydes métalliques et aussi dans d’autres applications de catalyse, en électronique, en optique, etc. Le dépolluant est conçu à partir de nanostructures qui se forment sur un métal liquide. Habituellement, la fabrication de ce type de matériau se fait à très haute température, dure longtemps et s’obtient à partir de métaux toxiques. Le procédé chimique mise en œuvre par l’équipe évite tous ces problèmes. De plus le matériau obtenu est réutilisable.

Technique de fabrication

Les chercheurs ont créé un alliage à partir de gallium liquide et d’aluminium. Lorsque cet alliage est mis en contact avec l’eau (liquide ou vapeur), des nanofeuilles d’oxyde d’aluminium se forment à la surface. Cette opération nécessite la présence d’ultrasons. Comme l’explique cette vidéo, ce procédé est notamment employé pour activer une réaction chimique, et ce, en agissant sur la structure moléculaire d’un matériau.

Des nanofibres apparaissent après 5 minutes d’immersion, formée de couches extrêmement minces et hydrophiles. Celles-ci sont 100 000 fois plus fines qu’un cheveu humain. Leurs surfaces sont de facto poreuses. Cette structure atomique permet à l’eau de passer au travers alors que les composés d’oxyde d’aluminium absorbent les contaminants. Les expériences effectuées par l’équipe ont montré l’efficacité du nanofiltre pour absorber le plomb et le pétrole.

L’étude s’intitule « Green Synthesis of Low‐Dimensional Aluminum Oxide Hydroxide and Oxide Using Liquid Metal Reaction Media: Ultrahigh Flux Membranes ». Elle a été publiée dans la revue Advanced Functional Materials le 21 septembre 2018. Elle a été coécrite par Ali Zavabeti, Bao Yue Zhang, Isabela A. de Castro, Jian Zhen Ou, Benjamin J. Carey, Md Mohiuddin, RobiS. Datta, Chenglong Xu, Adrian P. Mouritz, Christopher F. McConville, Anthony P. O’Mullane, Torben Daeneke et Kourosh Kalantar-Zadeh.

La recherche a été financée par l’Australian Research Council Centre for Future Low-Energy Electronics Technologies (FLEET).