Le bécher de gauche contient une solution de colorant bleu indigo avant le traitement avec des fibres de fique modifiées (brun foncé). Le bécher de droite montre la même solution bleu indigo rendue claire, après que les fibres fique modifiées aient dégradé le colorant en seulement cinq minutes. L'image montre également brut, fibres fiques non traitées (blanc cassé) sur la table.
(Phys.org) - Un processus simple et bon marché utilisant des fibres naturelles incrustées de nanoparticules peut presque complètement débarrasser l'eau des colorants textiles nocifs en quelques minutes, rapportent Cornell et des chercheurs colombiens qui ont travaillé avec des fibres végétales indigènes colombiennes.
Teintures, comme le bleu indigo utilisé pour colorer les jeans, menacent les cours d'eau à proximité des usines textiles en Amérique du Sud, Inde et Chine. De tels colorants sont toxiques, et ils décolorent l'eau, réduisant ainsi la lumière aux plantes aquatiques, ce qui limite la photosynthèse et diminue l'oxygène dans l'eau.
L'étude, publié dans le numéro d'août de la revue Chimie verte , décrit une preuve de principe, mais les chercheurs testent l'efficacité avec laquelle leur méthode traite des polluants de l'eau perturbateurs endocriniens tels que les phénols, pesticides, antibiotiques, hormones et phtalates.
« Ces molécules sont des contaminants très résistants aux procédés traditionnels de purification de l'eau, et nous pensons que nos matériaux biocomposites peuvent être une option pour leur élimination des eaux usées, " a déclaré le co-auteur de l'étude, Marianny Combariza, chercheur à l'Universidad Industrial de Santander en Colombie.
La recherche tire parti des cavités de taille nanométrique trouvées dans la cellulose, co-auteur Juan Hinestroza, Cornell professeur agrégé de science des fibres, a déjà utilisé pour produire des nanoparticules à l'intérieur des fibres de coton.
L'article décrit la méthode :fibres végétales fiques colombiennes, couramment utilisé pour faire des sacs de café, sont plongés dans une solution de permanganate de sodium puis traités aux ultrasons; par conséquent, les molécules d'oxyde de manganèse se développent dans les minuscules cavités cellulosiques. Les oxydes de manganèse dans les fibres réagissent avec les colorants et les décomposent en formes non colorées.
Fibres locales, comme ceux fabriqués à partir des plantes de fique colombiennes indigènes (Frucraea andina) illustrées ici, ont été traités puis utilisés pour dégrader les colorants dans l'eau.
Dans l'étude, les fibres traitées ont éliminé 99 pour cent du colorant de l'eau en quelques minutes. Par ailleurs, les mêmes fibres peuvent être utilisées à plusieurs reprises - après huit cycles, les fibres ont encore enlevé entre 97 pour cent et 99 pour cent du colorant.
"Aucun matériau de départ coûteux ou particulier n'est nécessaire pour synthétiser le biocomposite, " a déclaré Combariza. " La synthèse peut être effectuée dans un laboratoire de chimie de base. "
"C'est la première preuve de l'efficacité de cette technique simple, " a déclaré Hinstroza. " Il utilise la chimie à base d'eau, et il est facilement transférable dans des situations du monde réel."
Les chercheurs testent leur procédé sur d'autres types de polluants, autres fibres et matériaux composites. « Nous travaillons actuellement au développement d'un prototype d'unité de filtration à faible coût pour traiter les eaux polluées, " a déclaré Combariza. " Nous ne nous concentrons pas uniquement sur les oxydes de manganèse, nous travaillons également sur une variété de matériaux à base d'oxydes de métaux de transition qui présentent une activité de dégradation exceptionnelle."
La doctorante Martha Chacón-Patiño est l'auteur principal de l'article, et professeur de chimie Cristian Blanco-Tirado est co-auteur, tous deux à l'Universidad Industrial de Santander.
L'étude s'intitule "Biocomposite de fibres nanostructurées de MnO2 et de fique pour une dégradation efficace des colorants".
