Ces bioingénieurs de l'Université Rice ont peut-être trouvé le moyen d’éliminer efficacement le bisphénol A de l’eau, avec des microparticules qui attirent puis dégradent les contaminants. Un piège à particules toxiques pour la dépollution de l'eau documenté dans la revue ACS Environmental Science and Technology.
Les sphères en question de la taille d'un micron sont conçues pour capturer et détruire le bisphénol A (BPA), un produit chimique synthétique utilisé dans la fabrication des plastiques, utilisé pour recouvrir l'intérieur des boîtes de conserve, les couvercles de certains contenants mais aussi les conduites d'alimentation en eau. Alors que le BPA qui s'infiltre dans les aliments et les boissons est « considéré » comme sûr à faibles doses, une exposition prolongée est soupçonnée d’affecter la santé des enfants et de contribuer à l’hypertension.
Le piège est basé sur les espèces réactives de l'oxygène (ROS), ici des radicaux hydroxyles libérés par le dioxyde de titane lorsqu'il est exposé à la lumière ultraviolette. Néanmoins, ces molécules oxydantes qui disparaissent rapidement devaient être à proximité des particules de BPA pour être efficaces. Les chercheurs de la Rice ont donc conçu des pétales souples offrant une grande surface pour y ancrer les molécules de cyclodextrine, des molécules à deux faces, avec une cavité hydrophobe (évitant l'eau) et une surface externe hydrophile (attirant l'eau). Le BPA est également hydrophobe et naturellement attiré par la cavité. Une fois piégées, les ROS produites par les sphères dégradent le BPA en produits chimiques inoffensifs. Ici, en laboratoire, les chercheurs montrent que 200 milligrammes de sphères par litre d'eau contaminée dégradent 90% du BPA en une heure, un processus qui prendrait deux fois plus de temps avec du dioxyde de titane non enrichi.
Des microparticules pas trop micro : mais alors que la plupart des tentatives de « capture » du BPA ou d’autres contaminants dans l’eau impliquent des nanoparticules très difficiles à récupérer dans l'eau, les chercheurs ont conçu des particules beaucoup plus grosses, récupérables par microfiltration. Une fois la cyclodextrine épuisée, après environ 400 heures d'exposition continue aux ultraviolets, les sphères commencent à perdre leur capacité de piégeage, mais une fois récupérées, elles peuvent être facilement rechargées.
Ce nouveau matériau permet de surmonter 2 défis technologiques pour le traitement photocatalytique de l'eau : il améliore l'efficacité en minimisant le piégeage des ROS par les constituants non ciblés de l'eau et les ROS sont ainsi principalement utilisés pour détruire le BPA. Ensuite, il permet une réutilisation à faible coût du catalyseur, contribuant ainsi à réduire les coûts de traitement.
Source : Environmental Science and Technology 1 October 2018 DOI: 10.1021/acs.est.8b04301 Easily-recoverable, micron-sized TiO2 hierarchical spheres decorated with cyclodextrin for enhanced photocatalytic degradation of organic micropollutants (Visuel Alvarez Lab/Rice University)
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