Les déchets plastiques se décomposent au fil du temps en nanoplastiques (<0,1 μm). Les microplastiques de taille inférieure à 20 μm ne peuvent pas être éliminés dans les usines de traitement d’eau actuellement en activité et doivent être agglomérés à une taille plus grande puis éliminés. Des floculants à base de fer (Fe) ou d'aluminium (Al) sont utilisés à cette fin, mais ils ne constituent pas la solution ultime car ils restent dans l'eau et provoquent une toxicité grave pour les humains, nécessitant un processus de traitement distinct.

Le Dr Jae-Woo Choi du Centre de recherche sur le cycle de l'eau de l'Institut coréen des sciences et technologies (KIST) a développé un floculant solide à base de squelette métallo-organique respectueux de l'environnement qui peut agréger efficacement les nanoplastiques sous irradiation par la lumière visible. La recherche a été publiée dans Water Research .

Le bleu de Prusse, une substance à base de structures organométalliques obtenue en ajoutant du chlorure de fer (III) à une solution de ferrocyanure de potassium, est le premier pigment synthétique utilisé pour teindre les jeans d'une couleur bleu foncé et a récemment été utilisé pour adsorber le césium, un élément radioactif. , provenant des eaux usées des centrales nucléaires japonaises.

En menant des expériences sur l'élimination des matières radioactives de l'eau à l'aide du bleu de Prusse, l'équipe de recherche du KIST a découvert que le bleu de Prusse agrège efficacement les nanoplastiques sous irradiation par la lumière visible.

L’équipe de recherche a développé un matériau capable d’éliminer efficacement les nanoplastiques en ajustant la structure cristalline afin de maximiser l’efficacité d’agrégation du bleu de Prusse. Lorsque le matériau développé est irradié par la lumière visible, les nanoplastiques d’un diamètre d’environ 0,15 μm (150 nm), difficiles à éliminer à l’aide de la technologie de filtration conventionnelle, peuvent être agglomérés à une taille environ 4 100 fois plus grande, ce qui les rend plus faciles à éliminer.

Lors d’expériences, les chercheurs ont découvert qu’ils étaient capables d’éliminer jusqu’à 99 % des nanoplastiques de l’eau. Le matériau développé est également capable de floculer les nanoplastiques plus de trois fois son propre poids, dépassant d'environ 250 fois l'efficacité de floculation des floculants conventionnels utilisant du fer ou de l'aluminium.

Le matériau utilise non seulement du bleu de Prusse, inoffensif pour le corps humain, mais aussi un floculant solide, facilitant la récupération des résidus dans l'eau. Il utilise également la lumière naturelle comme source d'énergie, permettant un processus à faible consommation d'énergie.

"Cette technologie a un fort potentiel de commercialisation en tant que matériau candidat pouvant être appliqué aux rivières en général, aux installations de traitement des eaux usées et aux usines de purification de l'eau", a déclaré le Dr Choi du KIST. "Le matériau développé peut être utilisé non seulement pour les nanoplastiques présents dans l'eau, mais également pour nettoyer le césium radioactif, fournissant ainsi une eau saine."

Le Dr Youngkyun Jung, le premier auteur de l'article, a déclaré :"Le principe de ce matériau peut être utilisé pour éliminer non seulement les nanoplastiques, mais également une variété de contaminants dans les systèmes d'eau."

Plus d'informations : Youngkyun Jung et al, Nanobots autopropulsés induits par la lumière visible contre les nanoplastiques, Water Research (2023). DOI :10.1016/j.watres.2023.120543

Informations sur le journal : Recherche sur l'eau

Fourni par l'Institut coréen des sciences et technologies