Les agents neurotoxiques sont parmi les armes chimiques les plus redoutées au monde, mais des scientifiques du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont démontré un moyen de concevoir des nanotubes de carbone pour démanteler les molécules d'une classe majeure de ces produits chimiques. En principe, ils disent, les nanotubes pourraient être tissés dans des vêtements qui détruisent les agents neurotoxiques au contact avant qu'ils n'atteignent la peau.

Les expériences de l'équipe montrent que les nanotubes, des molécules spéciales qui ressemblent à des cylindres formés de grillage, peuvent être combinés avec un catalyseur à base de cuivre capable de rompre une liaison chimique clé dans la classe d'agents neurotoxiques qui comprend le sarin. Une petite quantité de catalyseur peut rompre cette liaison dans un grand nombre de molécules, rendant potentiellement un agent neurotoxique beaucoup moins nocif. Parce que les nanotubes améliorent encore la capacité de dégradation du catalyseur et peuvent être facilement tissés dans le tissu, les membres de l'équipe du NIST affirment que les résultats pourraient aider à protéger le personnel militaire impliqué dans les opérations de nettoyage.

Le sarin, utilisé lors d'une attaque dans le métro de Tokyo en 1995, est l'un des nombreux agents neurotoxiques mortels d'un groupe appelé organophosphorés. Beaucoup sont classés comme armes de destruction massive. Alors que les organophosphorés sont nocifs s'ils sont inhalés, ils sont également dangereux s'ils sont absorbés par la peau, et peut même être retiré des vêtements s'il n'est pas complètement décontaminé.

Pour se protéger pendant la recherche, l'équipe n'a pas travaillé avec de vrais agents neurotoxiques, mais a plutôt utilisé une "molécule mimique" qui contient une liaison chimique identique à celle trouvée dans les organophosphorés. La rupture de ce lien divise la molécule en morceaux beaucoup moins dangereux.

L'équipe a développé un moyen d'attacher la molécule de catalyseur aux nanotubes, puis a testé l'efficacité du complexe tube-catalyseur pour rompre les liaisons. Pour effectuer le test, le complexe a été déposé sur une petite feuille de papier et mis dans une solution contenant la molécule mimique. En comparaison, le catalyseur sans nanotubes a été testé simultanément dans une solution différente. Ensuite, il s'agissait simplement de remuer et de regarder la chimie en action.

« La solution était au départ transparente, presque comme de l'eau, " dit John Heddleston de l'équipe, "mais dès que nous avons ajouté le papier, la solution a commencé à jaunir à mesure que le produit de dégradation s'accumulait. La mesure de ce changement de couleur au fil du temps nous a indiqué la quantité et le taux de catalyse. Nous avons commencé à voir une différence notable en une heure, et plus nous l'avons laissé, plus il devenait jaune. » Le complexe catalyseur-nanotube surpassait de loin le catalyseur seul.

La chercheuse principale Angela Hight Walker dit que plusieurs questions devront être abordées avant que les nanotubes catalytiques commencent à apparaître dans les vêtements, par exemple s'il est préférable d'ajouter le catalyseur aux nanotubes avant ou après leur tissage dans le tissu.

"Nous aimerions également trouver des moyens d'accélérer la réaction catalytique, ce qui est toujours mieux, " dit Hight Walker. " Mais notre groupe de recherche se concentre sur la science fondamentale des nanoparticules depuis des années, nous sommes donc bien placés pour répondre à ces questions."