Le chrome hexavalent continue de contaminer les sources d'eau dans le monde, avec une entreprise américaine condamnée à une amende en février dernier pour avoir mis ses employés en danger. Le chrome hexavalent est considéré comme extrêmement toxique, surtout en cas d'inhalation ou d'ingestion, et son utilisation est réglementée en Europe et dans de nombreux pays à travers le monde. On pense qu'il est génotoxique, entraînant des dommages à l'ADN et la formation de tumeurs cancéreuses.

Maintenant, les chimistes de l'EPFL développent des procédés économes en énergie pour éliminer les contaminants, cette fois du chrome hexavalent, de l'eau. Les résultats sont publiés aujourd'hui dans le Journal de la chimie des matériaux A .

« Donner accès à l'eau potable est l'un des défis les plus importants de notre époque, ", déclare l'auteur principal Wendy Queen du Laboratoire des matériaux fonctionnels de l'EPFL. "Le développement de procédés économes en énergie capables d'éliminer rapidement les contaminants de l'eau joue un rôle important dans nos efforts pour améliorer globalement la santé humaine et le bien-être environnemental."

Queen et ses collègues développent des matériaux ressemblant à des éponges qui peuvent collecter des substances spécifiques à partir d'une solution. Leurs matériaux sont en fait des cristaux, appelées charpentes organométalliques (MOF), et les scientifiques adaptent ces structures cristallines pour capturer une substance particulière.

Les matériaux sont extrêmement poreux et la surface de contact contenue dans un gramme de ces MOF peut être aussi grande que celle d'un terrain de football. La substance cible pénètre ensuite dans ces pores et adhère à la surface interne dans un processus appelé adsorption.

Les scientifiques ont déjà montré que leurs matériaux peuvent adsorber efficacement d'autres substances dissoutes en solution, comme l'or, mercure et plomb. Par exemple, 1 gramme de MOF donne presque 1 gramme d'or. Reine, en collaboration avec le scientifique de l'EPFL Berend Smit et le doctorat de l'EPFL. étudiante Bardiya Valizadeh, a démontré l'extraction du chrome hexavalent de l'eau. Avec du chrome hexavalent, une substance relativement légère, les MOF peuvent extraire environ 208 milligrammes par gramme de MOF. Aussi, si vous éclairez le MOF, il transforme ensuite le chrome hexavalent hautement toxique en un chrome trivalent relativement non toxique.

Des développements supplémentaires sont nécessaires pour mettre en œuvre la technologie de décontamination de l'eau en dehors du laboratoire.

"Ce qui est bien avec nos éponges, c'est qu'elles sont relativement faciles et bon marché à fabriquer, " explique Queen. " La prochaine étape consiste à tester nos éponges à plus grande échelle. "

Par exemple, les scientifiques s'attendent à ce que 1 kg de MOF coûte environ 15 CHF à fabriquer, alors que 1 kg d'or vaut environ 55 000 CHF.