Fil biocatalytique orange avec bulles d'oxygène. Crédit :Lynn Doby, spécialiste du multimédia, Services créatifs et technologiques textiles, Collège Wilson des textiles, État NC.
Des chercheurs de l'Université d'État de Caroline du Nord ont montré dans une nouvelle étude qu'ils pouvaient enrober des fils de coton avec des enzymes, qui sont l'outil de la nature pour accélérer les réactions chimiques, afin de transformer le peroxyde d'hydrogène en oxygène et en eau. L'étude de validation de principe est une étape vers la création d'une nouvelle génération de filtres chimiques.
Maintenant, les chercheurs étudient s'ils peuvent concevoir des filtres textiles qui pourraient servir de technologie de capture du carbone. Ils travaillent sur l'enduction de textiles à l'anhydrase carbonique, une enzyme qui peut transformer le dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre, en bicarbonate de soude soluble dans l'eau.
"Le système de catalase que nous avons décrit dans la publication, bien que nous puissions l'utiliser pour des applications réelles, la plupart du temps, nous l'utilisions comme modèle pour voir si nous pouvions attacher une enzyme à un textile, et montrer que la réaction fonctionne, " a déclaré l'auteur correspondant de l'étude, Sonja Salmon, professeur agrégé en génie textile, chimie et science à NC State. « Nous savons tous que les émissions de dioxyde de carbone sont un gros problème. Et si nous pouvions fabriquer un filtre comme le fait votre corps lorsque vous respirez ? »
Le résumé s'est assis avec Salmon pour parler de l'étude, qui a été rapporté dans le journal Interfaces de matériaux avancées , et l'avenir de la recherche.
TA :Que sont les enzymes ?
Saumon :Les enzymes sont appelées les catalyseurs de la nature. Ce sont des protéines qui sont repliées dans une forme spéciale qui crée un site où des réactions chimiques peuvent se produire. La vie telle que nous la connaissons n'existerait pas sans enzymes, car de nombreuses réactions chimiques nécessaires à la vie ne se produiraient tout simplement pas dans des conditions ordinaires. Les enzymes aident les produits chimiques à se rencontrer de la bonne manière pour que les réactions se produisent.
TA :Qu'est-ce que la catalase, l'enzyme que vous avez utilisée dans cette étude ?
Saumon :La catalase est en fait une enzyme très importante dans votre corps. Il dégrade le peroxyde d'hydrogène, qui peut se former naturellement. Votre corps fabrique de la catalase pour détruire le peroxyde avant qu'il ne puisse vous nuire.
Dans notre étude, la catalase était notre système modèle. Nous avons utilisé un matériau semblable à un gel appelé chitosan pour coller la catalase aux fils, puis nous avons montré que nous pouvions les utiliser pour transformer le peroxyde d'hydrogène en eau et en oxygène.
Nous avons choisi la catalase comme modèle car l'oxygène gazeux est libéré lorsque l'enzyme dégrade le peroxyde, faire des bulles dans l'eau. Les bulles nous permettent de savoir tout de suite si l'enzyme fonctionne.
Cette étude a des implications pour les procédés industriels. Dans l'industrie textile, le peroxyde est utilisé pour blanchir le coton. Si vous vouliez réutiliser cette même eau pour un autre processus où l'eau de Javel serait dommageable, vous pouvez utiliser notre textile biocatalytique comme filtre pour nettoyer le peroxyde de l'eau.
TA :Pourquoi vouliez-vous attacher les enzymes à un textile ?
Saumon :De nombreuses enzymes se produisent naturellement sous forme de matières dissoutes. Si vous souhaitez les utiliser encore et encore, une façon de le faire serait de les attacher à une surface afin de pouvoir les réutiliser.
Je m'intéresse à la fixation d'enzymes sur les textiles en particulier parce que les textiles sont des matériaux très fonctionnels. Vous pouvez les fabriquer sous différentes formes et tailles, ils sont flexibles, et vous pouvez les plier. Et, surtout pour certaines applications, ils peuvent transporter de l'eau et des liquides. Imaginez un gant de toilette mouillé et vous voyez l'idée.
TA :Quelle est l'application future de la fixation d'enzymes sur les textiles ?
Saumon :Le véritable objectif est d'utiliser une enzyme appelée anhydrase carbonique. C'est une autre enzyme que vous avez dans votre corps. Il vous aide à éliminer le dioxyde de carbone de vos cellules afin que vous puissiez l'exhaler.
Et si on pouvait fabriquer un filtre avec cette enzyme pour filtrer le gaz d'une centrale électrique ? Le dioxyde de carbone est un gaz à effet de serre, produit par la combustion de carburant. Pour l'empêcher d'entrer dans l'atmosphère, nous devons sélectionner sélectivement les molécules de dioxyde de carbone des émissions des centrales électriques, et laisser partir d'autres gaz inoffensifs. Ces enzymes sont très sélectives. Ils vont seulement réagir avec le dioxyde de carbone pour le transformer très rapidement en bicarbonate, qui se dissout immédiatement dans le liquide de traitement. Ce dioxyde de carbone capturé ira ensuite à un processus séparé où le bicarbonate est éliminé et le liquide est recyclé. Si vous n'avez pas de système pour piéger le CO
