Une équipe de l’université Rice a inventé un matériau écologique qui capture et détruit rapidement les PFAS, connus sous le nom de produits chimiques éternels, dans les sources d’eau. La technologie surpasse les méthodes existantes en capturant les polluants des milliers de fois plus efficacement et en se régénérant pour réutilisation. Publié dans Advanced Materials, cette avancée aborde un défi mondial persistant de pollution.
Les substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS), produits chimiques synthétiques introduits dans les années 1940, sont utilisées dans des produits comme les poêles en Teflon, les vêtements imperméables et les emballages alimentaires en raison de leur résistance à la chaleur, à la graisse et à l’eau. Cependant, cette durabilité en fait des contaminants environnementaux persistants, liés à des problèmes de santé incluant des lésions hépatiques, des troubles reproductifs, des perturbations du système immunitaire et certains cancers. Présents dans l’eau, le sol et l’air à travers le monde, les PFAS sont notoirement difficiles à éliminer et à détruire.
Les méthodes traditionnelles de retrait, telles que l’adsorption à l’aide de charbon activé ou de résines d’échange d’ions, souffrent d’une faible efficacité, de vitesses lentes, d’une capacité limitée et de la génération de déchets secondaires. « Les méthodes actuelles pour l’élimination des PFAS sont trop lentes, inefficaces et produisent des déchets secondaires », a déclaré Michael S. Wong, professeur à la George R. Brown School of Engineering and Computing de Rice.
La nouvelle solution repose sur un matériau d’hydroxydes doubles lamellaires (LDH) composé de cuivre et d’aluminium, renforcé par du nitrate. Développé par le post-doctorant Youngkun Chung sous la direction de Wong, en collaboration avec Seoktae Kang de KAIST et Keon-Ham Kim de Pukyung National University, le matériau adsorbe les PFAS plus de 1 000 fois mieux que les alternatives et élimine de grandes quantités en quelques minutes — environ 100 fois plus rapide que les filtres à charbon commerciaux. Sa structure lamellaire avec déséquilibres de charge permet une liaison rapide et forte des molécules de PFAS.
Testé avec succès dans l’eau de rivière, l’eau du robinet et les eaux usées, le LDH performe bien dans des conditions statiques et à écoulement continu, suggérant des applications dans le traitement des eaux municipales et industrielles. Pour achever le processus, les PFAS capturés sont décomposés thermiquement à l’aide de carbonate de calcium, détruisant plus de la moitié sans sous-produits toxiques et régénérant le matériau pour réutilisation. Des tests initiaux confirment au moins six cycles de capture, de destruction et de renouvellement.
« À ma grande surprise, ce composé LDH a capturé les PFAS plus de 1 000 fois mieux que d’autres matériaux », a noté Chung. Wong a ajouté : « Nous sommes enthousiastes quant au potentiel de cette technologie LDH unique pour transformer le traitement des sources d’eau contaminées par les PFAS dans un avenir proche. » La recherche, soutenue par des financements coréens et américains incluant la National Research Foundation of Korea et les instituts de Rice, met en lumière la collaboration internationale dans la lutte contre la pollution.
Cette avancée offre une alternative durable, combinant un nettoyage rapide à une destruction écologique, potentiellement révolutionnant les efforts de remédiation des PFAS à l’échelle mondiale.
