Dans la Grèce antique, il y a plus de 3 000 ans, les sages utilisaient des sels d’argent pour empêcher l’infection des plaies. Ces sels ont continué à être utilisés jusqu'à ce qu'Alexander Fleming découvre le premier antibiotique il y a « à peine » 100 ans. L’utilisation d’antibiotiques a représenté une avancée majeure dans le traitement des maladies infectieuses, mais des résistances ont rapidement commencé à apparaître. Les bactéries, présentes sur la planète depuis plus longtemps que nous, ont trouvé des moyens de vaincre différents antibiotiques, et aujourd'hui la résistance aux antibiotiques constitue un problème de santé mondial majeur.

Dans une époque où tout évolue très vite, il est intéressant de prendre du recul, de revenir un peu aux origines. C'est pourquoi l'attention s'est tournée à nouveau vers les sels d'argent, qui étaient si utilisés il y a des années et qui n'ont en fait jamais cessé d'être utilisés. Les sels d'argent sont à la base de cristaux microscopiques ou micromoteurs construits par des chercheurs de l'Institut de Recherche Chimique de Catalogne (ICIQ-CERCA) à Tarragone, en collaboration avec l'Institut Catalan de Nanosciences et Nanotechnologies (ICN2).

Ces cristaux se déplacent de manière autonome (d'où le nom de micromoteurs) dans des milieux aqueux sous irradiation par la lumière visible. Au cours de leur voyage, ils inactivent les bactéries présentes, devenant ainsi un outil prometteur pour la restauration de l'environnement.

Le groupe dirigé par le Dr Katherine Villa de l'ICIQ, en collaboration avec l'ICN2, a publié une étude dans la revue Advanced Optical Materials qui présente une technique simple pour produire des cristaux microscopiques qui s’activent en présence de lumière. L'activation implique un mouvement autonome et la libération d'ions d'argent et de radicaux libres à activité antimicrobienne, autodégradables, laissant ainsi l'eau exempte des cristaux eux-mêmes.

Le Dr Villa déclare :"Ce travail est important car nous rapportons un effet synergique qui inclut la capacité d'auto-propulsion des micromoteurs sous des stimuli lumineux, permettant une plus grande diffusion et dispersion des ions d'argent ainsi que des radicaux libres libérés."

Les chercheurs développent facilement des structures microscopiques contenant du phosphate d’argent et en forme de tétrapodes, une structure cristalline formée de 4 bras mesurant chacun environ 5 micromètres de long. Ces cristaux, appelés TAM, se déplacent de manière autonome grâce à la photocatalyse.

La photocatalyse se produit lorsque la lumière agit comme un catalyseur, dans ce cas, faisant réagir le phosphate d'argent des TAM avec l'eau du milieu, libérant de l'oxygène, des ions d'argent et des radicaux libres. Les composés générés par la réaction sont responsables du déplacement des TAM et, de plus, les radicaux libérés et les ions argent tuent les bactéries présentes dans le milieu.

Cette action bactéricide s'explique par l'effet de l'argent sur les parois bactériennes, affectant leur perméabilité et causant ainsi des dommages irréparables à la paroi cellulaire, entraînant la mort des bactéries.

Les ions d'argent libérés par ces micromoteurs deviennent des nanoparticules d'argent qui peuvent être facilement récupérées par filtration, évitant ainsi une contamination supplémentaire. Le Dr Villa explique :"Les micromoteurs sont deux fois plus efficaces que les nanoparticules d'argent seules, selon les résultats obtenus dans l'étude. De plus, si nous empêchons leur mouvement, la capacité antibactérienne de ces micromoteurs est considérablement réduite."

Les micromoteurs sont un outil très intéressant pour la valorisation environnementale. L'année dernière, l'équipe du Dr Villa a développé des micromoteurs recouverts de laccase, un composé chimique qui accélère la conversion de l'urée en ammoniac.

L'urée est un contaminant émergent, car elle est un produit courant des activités résidentielles (l'urée est le principal composant de l'urine) et de divers processus industriels, tandis que l'ammoniac gagne en importance en tant que source d'énergie verte; ce composé peut être décomposé pour la production d'hydrogène et peut être stocké comme carburant vert.