Les chercheurs ont créé une nouvelle façon de détecter la pollution « chimique permanente » dans l'eau, via un capteur luminescent.
Des scientifiques en chimie et en sciences de l'environnement de l'Université de Birmingham, en collaboration avec des scientifiques de la Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), l'Institut fédéral allemand de recherche et d'essais sur les matériaux, ont développé une nouvelle approche pour détecter la pollution provenant de « produits chimiques éternels » dans l'eau par luminescence.
Les PFAS ou « produits chimiques éternels » sont des produits chimiques fluorés fabriqués qui sont largement utilisés dans différentes industries, de l'emballage alimentaire à la production de semi-conducteurs et de pneus de voiture. Ils ne sont pas dégradables et s'accumulent dans l'environnement. Les inquiétudes concernant la pollution toxique qu'ils provoquent, en particulier dans l'eau, se sont accrues ces dernières années.
Stuart Harrad, professeur de chimie environnementale à l'Université de Birmingham, qui, avec sa collègue la professeure Zoe Pikramenou, professeur de chimie inorganique et de photophysique, a co-dirigé la conception d'un nouveau capteur, a déclaré :« Être capable d'identifier des « produits chimiques éternels » dans l'eau potable ou dans l'environnement suite à des déversements industriels est cruciale pour notre propre santé et celle de notre planète."
"Les méthodes actuelles de mesure de ces contaminants sont difficiles, longues et coûteuses. Il existe un besoin clair et pressant d'une méthode simple, rapide et rentable pour mesurer les PFAS dans les échantillons d'eau sur site afin de faciliter le confinement et l'assainissement, en particulier à Des (ultra)traces de concentrations Mais jusqu'à présent, cela s'était avéré incroyablement difficile à réaliser."
Les chercheurs, qui ont publié leurs résultats dans Analytical Chemistry , ont créé un modèle prototype qui détecte l'acide perfluorooctanoïque (PFOA) « chimiquement éternel ». L'approche utilise des complexes métalliques luminescents fixés à la surface d'un capteur. Si l'appareil est plongé dans de l'eau contaminée, il détecte le PFOA grâce aux changements dans le signal de luminescence émis par les métaux.
Le professeur Pikramenou a commenté :« Le capteur fonctionne en utilisant une petite puce d'or greffée avec des complexes métalliques d'iridium. La lumière UV est ensuite utilisée pour exciter l'iridium, qui émet une lumière rouge. Lorsque la puce d'or est immergée dans un échantillon pollué par le « pour toujours ». chimique", un changement du signal dans la durée de vie de luminescence du métal est observé pour permettre de détecter la présence du "produit chimique éternel" à différentes concentrations."
"Jusqu'à présent, le capteur a été capable de détecter 220 microgrammes de PFAS par litre d'eau, ce qui fonctionne pour les eaux usées industrielles, mais pour l'eau potable, nous aurions besoin que l'approche soit beaucoup plus sensible et soit capable de détecter des niveaux de nanogrammes de PFAS. ."
L’équipe a collaboré avec les scientifiques des surfaces et des capteurs BAM à Berlin pour le développement de tests et d’analyses dédiées à l’échelle nanométrique. Dan Hodoroaba, responsable de la division Analyse des surfaces et des couches minces de BAM, a souligné l'importance de la caractérisation des puces :"Les analyses avancées de surface par imagerie sont essentielles au développement de nanostructures chimiques dédiées sur des puces de capteurs personnalisées afin de garantir des performances optimales."
Knut Rurack, qui dirige la division de détection chimique et optique chez BAM, a ajouté :« Maintenant que nous disposons d'un prototype de puce de capteur, nous avons l'intention de l'affiner et de l'intégrer pour le rendre portable et plus sensible afin qu'il puisse être utilisé sur le site des déversements. et pour déterminer la présence de ces produits chimiques dans l'eau potable."
Le professeur Pikramenou a conclu :« Les PFAS sont utilisés en milieu industriel en raison de leurs propriétés utiles, par exemple dans les tissus antitaches. Mais s'ils ne sont pas éliminés en toute sécurité, ces produits chimiques présentent un réel danger pour la vie aquatique, notre santé et l'environnement en général. Ce prototype est un grand pas en avant dans la mise au point d'un moyen efficace, rapide et précis de détecter cette pollution, contribuant ainsi à protéger notre monde naturel et potentiellement à maintenir notre eau potable propre."
Plus d'informations : Kun Zhang et al, Plateforme de détection à vie par luminescence basée sur des complexes d'iridium(III) cyclométallés pour la détection de l'acide perfluorooctanoïque dans des échantillons aqueux, Chimie analytique (2024). DOI :10.1021/acs.analchem.3c04289
Informations sur le journal : Chimie analytique
Fourni par l'Université de Birmingham
