Des chercheurs de l'Université Griffith ont utilisé des déchets de cheveux humains pour développer des appareils de haute technologie organiques durables pour tester la qualité de l'eau des contaminants.

Le professeur Qin Li et une équipe de chercheurs de la School of Engineering and Built Environment et de l'Université de technologie du Queensland ont synthétisé des points de carbone à partir de déchets de cheveux humains qui peuvent détecter des traces de chloroforme dans l'eau, un sous-produit majeur de la désinfection de l'eau.

Publié dans Matériaux et technologies durables, les chercheurs ont créé des CD de points de carbone hautement fluorescents dans un processus durable sans produits chimiques en chauffant les cheveux à 180 ºC dans un environnement pauvre en oxygène.

Les points de carbone sont de petites nanoparticules de carbone (taille inférieure à 10 nm) avec divers groupes fonctionnels à la surface et la capacité de devenir fluorescentes lorsqu'elles sont exposées à une gamme de contaminants chimiques et biochimiques.

L'intensité de la fluorescence change lorsque les groupes fonctionnels de surface sur le point de carbone interagissent avec l'espèce chimique particulière, ce qui les rend parfaits pour les applications de capteurs chimiques.

Le professeur Li a déclaré que les contaminants ciblés par les points de carbone pourraient être aussi uniques que l'individu dont les cheveux sont fabriqués.

"Cela peut sembler étrange, mais les cheveux sont un déchet extrêmement précieux, " dit le professeur Li.

"Etant riche en protéines et plein de carbone et d'azote, c'est un excellent précurseur pour la transformation en matériaux utiles comme les points de carbone. Parce que les cheveux sont riches en azote, lorsque nous avons modifié les conditions de traitement thermique, nous produisons des points de carbone avec différents groupes fonctionnels contenant de l'azote sur leur surface qui lient des contaminants spécifiques."

Remarquablement, les chercheurs ont également découvert que des cheveux de couleurs différentes produisaient des points de carbone qui répondaient préférentiellement à différents polluants.

"Les cheveux foncés ont montré une spécificité élevée pour détecter la pollution chloroformique dans l'eau, alors que les cheveux blonds que nous avons testés étaient plus sensibles aux espèces métalliques comme le magnésium, " a déclaré l'ancien chercheur de l'Université Griffith, le Dr Ehsan Eftekhari.

Ces points de carbone dérivés des cheveux noirs, avec des antennes de détection à base d'azote en surface, étaient si sensibles qu'ils pouvaient détecter le chloroforme présent dans aussi peu que trois molécules par milliard de molécules d'eau.

"La chloration est une méthode de désinfection largement adoptée dans le traitement de l'eau utilisée pour réduire les risques d'agents pathogènes et les maladies d'origine hydrique, mais il crée également des sous-produits qui ont été liés à des taux de cancer plus élevés, les taux, " a déclaré le professeur Fred Leusch, un co-auteur qui préside le Comité consultatif australien sur la qualité de l'eau.

"Donc, développer des capteurs pour surveiller la quantité de chlore utilisée dans le traitement et les concentrations de sous-produits en temps réel est d'une importance cruciale pour la santé publique."

Les capteurs de points de carbone pourraient même faire la différence entre des contaminants chimiques très similaires.

"Dans cette étude, nous avons trouvé que les antennes de détection à base d'azote sur la surface des points de carbone étaient sensibles au chloroforme, mais pas au contaminant bromoforme chimiquement similaire, en raison de la différence subtile de leurs structures électroniques, " dit le professeur Li.

« Je suis constamment émerveillé par tout ce que les matériaux biologiques peuvent nous apprendre sur la conception de produits fonctionnels, tels que les nano-capteurs à base de points de carbone. Utiliser des biodéchets pour fabriquer des points de carbone pour les capteurs de qualité de l'eau sans utiliser de solvants nocifs, en fait une technologie durable qui adhère vraiment aux principes de la chimie verte."