Les nanomatériaux sont prêts à être largement utilisés dans l'industrie de la construction, où ils peuvent offrir des avantages significatifs pour une variété d'applications allant de la fabrication de béton plus durable aux fenêtres autonettoyantes. Mais l'utilisation généralisée dans les matériaux de construction s'accompagne de risques potentiels pour l'environnement et la santé lorsque ces matériaux sont jetés. Telles sont les conclusions d'une nouvelle étude publiée par des chercheurs en ingénierie de l'Université Rice ce mois-ci dans ACS Nano .

"Les avantages de l'utilisation des nanomatériaux dans la construction sont énormes, " a déclaré le co-auteur de l'étude Pedro Alvarez, Professeur George R. Brown de Rice et président du Département de génie civil et environnemental. « Lorsque vous considérez que 41 % de toute l'énergie utilisée aux États-Unis est consommée par les bâtiments commerciaux et résidentiels, les avantages potentiels des seuls matériaux économes en énergie sont vastes.

"Mais il y a aussi des inquiétudes raisonnables concernant les conséquences imprévues, " Alvarez a déclaré. " Le temps pour l'ingénierie responsable du cycle de vie des nanomatériaux artificiels dans l'industrie de la construction est maintenant, avant qu'ils ne soient introduits dans des concentrations pertinentes pour l'environnement.

Alvarez et les co-auteurs Jaesang Lee, chercheur postdoctoral à Rice, et Shaily Mahendra, maintenant professeur assistant à l'Université de Californie, Los Angeles, noter que les nanomatériaux auront probablement un impact plus important sur l'industrie de la construction que tout autre secteur de l'économie, après les applications biomédicales et électroniques. Ils citent des dizaines d'applications potentielles. Par exemple, les nanomatériaux peuvent renforcer à la fois l'acier et le béton, empêcher la saleté de coller aux fenêtres, tuer les bactéries sur les murs de l'hôpital, rendre les matériaux résistants au feu, améliorer considérablement l'efficacité des panneaux solaires, augmenter l'efficacité de l'éclairage intérieur et même permettre aux ponts et aux bâtiments de "sentir" les fissures, la corrosion et les contraintes qui finiront par provoquer des défaillances structurelles.

Lors de la rédaction du rapport, Lee, Mahendra et Alvarez ont analysé plus de 140 articles scientifiques sur les avantages et les risques des nanomatériaux. En plus des nombreux avantages pour l'industrie de la construction, ils ont également identifié des effets négatifs potentiels sur la santé et l'environnement. Dans certains cas, les propriétés mêmes qui rendent les nanomatériaux utiles peuvent causer des problèmes potentiels si le matériau n'est pas éliminé correctement. Par exemple, Les particules de dioxyde de titane exposées à la lumière ultraviolette peuvent générer des molécules appelées « espèces réactives de l'oxygène » qui empêchent la formation de films bactériens sur les fenêtres ou les panneaux solaires. Cette même propriété pourrait mettre en danger des bactéries bénéfiques dans l'environnement.

"Il existe des moyens de concevoir des matériaux à l'avance pour les rendre respectueux de l'environnement, " a déclaré Alvarez. " Il existe également des méthodes qui nous permettent de considérer l'ensemble du cycle de vie d'un produit et de s'assurer qu'il peut être recyclé ou réutilisé plutôt que jeté. La clé est de comprendre les risques et les implications spécifiques du produit avant qu'il ne soit largement utilisé."