Les « piles de gaufres » réutilisables éliminent les « produits chimiques éternels » toxiques de l'eau
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Des scientifiques britanniques ont mis au point une nouvelle méthode pour éliminer les « produits chimiques éternels » toxiques des eaux usées. Des treillis en céramique spécialement traités et imprimés en 3D peuvent éliminer jusqu'à 75 % des produits chimiques des eaux polluées en trois heures. De plus, les structures s'améliorent à mesure qu'elles sont réutilisées.
L'une des préoccupations environnementales et sanitaires les plus pressantes concerne un groupe de substances chimiques connues sous le nom de substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées (PFAS). Utilisées à grande échelle depuis près d'un siècle, ces substances chimiques se sont répandues sur toute la planète et ne se décomposent pas, ce qui leur a valu le surnom de « substances chimiques éternelles ». Elles finissent inévitablement dans notre corps , où elles sont associées à toute une série de problèmes de santé , du diabète à divers cancers .
Des scientifiques de l'Université de Bath ont mis au point une nouvelle méthode potentielle pour éliminer les PFAS de l'eau. L'idée est d'utiliser des « monolithes » imprimés en 3D, constitués de matériaux céramiques imprégnés d'oxyde d'indium, qui se lie aux molécules de PFAS. Ces monolithes peuvent être trempés dans de l'eau polluée pendant quelques heures, et lorsqu'ils sont retirés, les PFAS disparaissent avec eux. Ils peuvent ensuite être traités pour éliminer les produits chimiques et permettre aux monolithes d'être réutilisés.
Si de nombreuses structures imprimées en 3D nécessitent des détails précis, celles-ci sont constituées de « nouilles » de matériau beaucoup plus épaisses, comme du dentifrice pressé hors d’un tube dans une structure qui ressemble à une pile de gaufres. L’objectif n’est pas seulement de simplifier la fabrication, mais aussi de maximiser la surface pour leur permettre de capturer autant de PFAS que possible.
Lors des tests, ces monolithes ont été capables d’éliminer 53 % d’un PFAS commun appelé acide perfluorooctanoïque (PFOA) de l’eau en trois heures. Le traitement par pyrolyse des monolithes à 500 °C les a régénérés, ce qui leur a permis d’être réutilisés – et curieusement, cela a même renforcé leur capacité à purifier l’eau. Au troisième cycle, les monolithes éliminaient 75 % du PFOA en trois heures.
Bien qu'il reste encore du travail à faire, l'équipe estime que des réseaux de ces monolithes en céramique réutilisables pourraient constituer une avancée précieuse à ajouter aux stations d'épuration des eaux usées existantes. Contrairement à d'autres techniques qui nécessitent une catalyse , ce processus lui-même ne nécessite pas d'énergie. Cela dit, leur régénération par pyrolyse pourrait être un point de friction.
« L’impression 3D est relativement simple pour créer des monolithes, et cela signifie également que le processus devrait être évolutif », a déclaré le Dr Liana Zoumpouli, l’une des auteures de l’étude. « L’impression 3D nous permet de créer des objets avec une grande surface, ce qui est essentiel au processus. Une fois les monolithes prêts, il suffit de les plonger dans l’eau et de les laisser faire leur travail. C’est très enthousiasmant et nous avons hâte de le développer davantage et de le voir en pratique. »
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724058558