Le doctorant Dannie van Osch mélange deux poudres jusqu'à ce qu'elles forment un DES fluide. Crédit :Bart van Overbeeke
De nombreux solvants polluants utilisés par l'industrie chimique peuvent être remplacés par un nouveau mélange étonnant de deux poudres :les « solvants eutectiques profonds » (DES). Cette nouvelle génération de solvants est durable, beaucoup moins inflammable, non volatile et peut extraire des contaminants de l'eau au-delà des capacités des solvants actuels. Mardi, 18 septembre Dannie van Osch obtient son doctorat dans cette matière à l'Université de technologie d'Eindhoven.
Dans l'industrie chimique, une énorme quantité de solvants est utilisée à diverses fins, comme l'élimination des sels métalliques du papier ou l'extraction du soufre du pétrole. Dans le monde, environ 28 millions de tonnes métriques sont utilisées. La génération actuelle de solvants présente divers inconvénients. De l'alcool, par exemple, est volatile et inflammable. Acétone, benzène, l'hexane et le toluène sont hautement toxiques, dommageable pour l'environnement et malsain. Il y a beaucoup à gagner, donc, avec le développement d'une nouvelle génération de solvants.
Solvant eutectique profond
Lorsque deux poudres sont mélangées, ils forment parfois un liquide dont les propriétés font défaut aux solvants actuels. Un tel liquide est appelé solvant eutectique profond ou DES. Les poudres peuvent être extraites de plantes. Le solvant développé par Van Osch est respectueux de l'environnement, hydrophobe, ne présente aucun risque d'incendie, et n'est pas nocif pour la santé. Un DES peut dissoudre des substances avec lesquelles les solvants actuels ont de grandes difficultés.
Les plantes peuvent être considérablement plus durables que les produits pétroliers et le DES est donc un remplacement durable pour de nombreux solvants. De nombreux extraits de plantes ne sont pas toxiques, ce qui supprime le risque pour la santé. Il en va de même pour la volatilité et l'inflammabilité des composants d'origine végétale. Cela fait du DES un remplacement intéressant pour, dire, alcool et acétone. Il existe de nombreuses options lorsqu'il s'agit de choisir les ingrédients d'un DES. Des exemples d'ingrédients DES sont le menthol et le thymol, extraites respectivement de la plante de menthe et de la plante de thym.
Au premier plan deux solides et un DES en devenir, sur le fond le DES qui a déjà été formé avec une couche d'eau sur le dessus. Crédit :Bart van Overbeeke
L'importance d'un DES hydrofuge
Les DES hydrosolubles ne sont pas nouveaux :la littérature scientifique datant de 1918 décrit qu'un mélange de deux poudres peut parfois former un liquide. Néanmoins, il a fallu attendre 2015 avant que les chercheurs de la TU/e Dannie van Osch et ses collègues développent un DES hydrophobe. L'importance d'un solvant hydrofuge est importante car il est capable d'éliminer les contaminants de l'eau. Des extractions de ce type sont souvent effectuées, mais sont difficiles et dommageables pour l'environnement. Van Osch a démontré qu'avec un DES hydrofuge, il est possible d'éliminer les ions métalliques (lourds), Les acides gras, et la vitamine B2 de l'eau.
Les recherches futures porteront sur la détermination des diagrammes de phases du DES constitué de divers ingrédients :à quelles proportions le mélange de poudres devient liquide et quelles sont ses qualités relatives à la solubilité. Par ailleurs, la solubilité du CO2 dans ces solvants durables a été étudiée. Une application potentielle pour cela est la capture du CO2. En outre, les coûts de production du DES doivent être réduits avant que l'industrie chimique puisse pleinement adopter le DES.
