Une éponge de nanotubes de carbone capable d'absorber les contaminants de l'eau, comme les engrais, pesticides et produits pharmaceutiques, plus de trois fois plus efficacement que les efforts précédents a été présenté dans une nouvelle étude publiée aujourd'hui.

Les éponges de nanotubes de carbone (CNT), uniquement dopé au soufre, a également démontré une grande capacité d'absorption d'huile, ouvrant potentiellement la possibilité d'utiliser le matériau dans des accidents industriels et des nettoyages de déversements d'hydrocarbures.

Les résultats ont été publiés aujourd'hui, 17 janvier, dans la revue IOP Publishing Nanotechnologie .

Les NTC sont des structures cylindriques creuses composées d'une seule feuille de carbone. En raison de leur structure, Les NTC ont des thermiques extraordinaires, propriétés chimiques et mécaniques qui ont conduit à un éventail d'applications allant des gilets pare-balles aux panneaux solaires.

Ils ont été présentés comme d'excellents candidats pour le nettoyage des eaux usées; cependant, des problèmes se sont posés en essayant de manipuler les poudres fines et éventuellement de les extraire de l'eau.

Auteur principal de la recherche Luca Camilli, de l'Université de Rome, a déclaré:"Il est assez délicat d'utiliser des poudres de CNT pour éliminer le pétrole déversé dans l'océan. Elles sont difficiles à manipuler et peuvent éventuellement se perdre ou se disperser dans l'océan après leur libération.

"Toutefois, des NTC millimétriques ou centimétriques, comme nous l'avons synthétisé dans cette étude, sont beaucoup plus faciles à manipuler. Ils flottent sur l'eau en raison de leur structure poreuse et, une fois saturé d'huile, peut être facilement retiré. En les pressant simplement et en libérant l'huile, ils peuvent ensuite être réutilisés."

Dans la nouvelle étude, les chercheurs, de l'Université de Rome, Université de Nantes et Université de L'Aquila, a gonflé les NTC à la taille nécessaire en ajoutant du soufre pendant le processus de production - l'éponge résultante avait une longueur moyenne de 20 mm.

L'ajout de soufre a provoqué la formation de défauts à la surface des éponges de NTC qui ont ensuite permis au ferrocène, qui a également été ajouté au cours du processus de production, pour déposer le fer dans de minuscules capsules à l'intérieur des coquilles de carbone.

La présence de fer signifiait que les éponges pouvaient être contrôlées magnétiquement et entraînées sans aucun contact direct, atténuer le problème existant d'essayer de contrôler les NTC lorsqu'ils sont ajoutés à la surface de l'eau.

Les chercheurs ont démontré comment les éponges CNT construites pouvaient éliminer avec succès un solvant organique toxique, le dichlorobenzène, de l'eau, montrant qu'il pouvait absorber une masse 3,5 fois supérieure à celle atteinte précédemment.

Il a également été démontré que les éponges CNT absorbent l'huile végétale jusqu'à 150 fois son poids initial et absorbent l'huile moteur à une capacité légèrement supérieure à celle signalée précédemment.

"Les propriétés d'absorption améliorées de l'éponge sont dues à la structure poreuse et à la surface rugueuse des NTC. Les huiles ou les solvants peuvent facilement être absorbés dans les espaces vides entre les NTC, ce qui est facilité par les surfaces rugueuses, " continua Camille.

"La prochaine étape de nos recherches consiste à améliorer le processus de synthèse afin que les éponges puissent être produites à une échelle commerciale. Nous devons également étudier la toxicité des éponges avant que des applications réelles puissent être réalisées."