Des chercheurs du Dartmouth College ont mis au point un nouveau matériau qui élimine pour la première fois l'iode de l'eau. Cette percée pourrait être la clé du nettoyage des déchets radioactifs dans les réacteurs nucléaires et après des accidents nucléaires comme la catastrophe de Fukushima en 2011.

Le matériau microporeux de nouvelle génération conçu à Dartmouth est le résultat de la couture chimique de petites molécules organiques pour former une structure qui élimine l'isotope de l'eau.

"Il n'y a tout simplement pas de moyen rentable d'éliminer l'iode radioactif de l'eau, mais les méthodes actuelles de laisser l'océan ou les rivières diluer le contaminant dangereux sont tout simplement trop risquées, " dit Chenfeng Ke, professeur adjoint au département de chimie du Dartmouth College. "Nous ne savons pas à quel point ce processus sera efficace, mais c'est certainement la première étape vers la connaissance de son véritable potentiel."

L'iode radioactif est un sous-produit courant de la fission nucléaire et est un polluant dans les catastrophes nucléaires, notamment la récente fusion au Japon et la catastrophe de Tchernobyl en 1986. Bien que l'élimination de l'iode en phase gazeuse soit relativement courante, l'iode n'a jamais été retiré de l'eau avant la recherche à Dartmouth.

"Nous avons résolu le problème scientifique tenace de fabriquer un matériau poreux à haute cristallinité qui est également chimiquement stable dans de l'eau fortement acide ou basique, " dit Ke, le chercheur principal de la recherche. "Dans le processus de développement d'un matériau qui lutte contre la pollution de l'environnement, nous avons également créé une méthode qui ouvre la voie à une nouvelle classe de matériaux organiques poreux."

La recherche, publié dans le numéro du 31 mai du Journal de l'American Chemical Society , décrit comment les chercheurs ont utilisé la lumière du soleil pour réticuler de petites molécules dans de gros cristaux afin de produire le nouveau matériau. L'approche est différente de la méthode traditionnelle consistant à combiner des molécules dans un même pot.

Au cours de la recherche, les concentrations d'iode ont été réduites de 288 ppm à 18 ppm en 30 minutes, et inférieur à 1 ppm après 24 heures. La technique de couture douce a permis d'obtenir un matériau respirant qui a changé de forme et a absorbé plus du double de son poids d'iode. Le composé s'est également avéré élastique, le rendant réutilisable et potentiellement encore plus précieux pour le nettoyage de l'environnement.

Selon Ke, le composé pourrait être utilisé d'une manière similaire à l'application de sel sur de l'eau contaminée. Comme il est plus léger que l'eau, le matériau flotte pour adsorber l'iode puis coule à mesure qu'il devient plus lourd. Après avoir pris l'iode, le composé peut être récupéré, nettoyés et réutilisés tandis que les éléments radioactifs sont envoyés pour stockage.

La recherche en laboratoire a utilisé de l'iode non radioactif dans de l'eau salée pour l'expérience, mais les chercheurs disent que cela fonctionnera également dans des conditions réelles. Ke et son équipe espèrent que grâce à des tests continus, le matériau se révélera efficace contre le césium et d'autres contaminants radioactifs associés aux centrales nucléaires.

"Il serait idéal de nettoyer plus d'espèces radioactives autres que l'iode - vous voudriez nettoyer toutes les matières radioactives en une seule fois, " dit Ke.

Les chercheurs du Ke Functional Materials Group de Dartmouth espèrent également que la technique pourra être utilisée pour créer des matériaux ciblant d'autres types de polluants inorganiques et organiques, en particulier les antibiotiques dans les approvisionnements en eau qui peuvent conduire à la création de micro-organismes super-résistants.