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Malaassot - le blog de mordehai              -           ! ברוך הבא

Israël révolutionne le filtrage de l'eau

3 Juin 2011 , Rédigé par mordeh'ai Publié dans #Société

Par Diane Fink

www.guysen.com/

 

La chimie basée sur les interactions moléculaires dans l'eau pourrait amener à la création de nouveaux matériaux pour résister à la pression mais qui sont bien plus adaptés que ceux créés selon les méthodes traditionnelles. Le docteur Boris Rybtchinski et son équipe du département de la chimie organique de la Faculté de Chimie de l'Institut Weizmann ont récemment mis en pratique cette approche pour produire un filtre unique à nanoparticule qui simplifie le processus mais est également recyclable. Les résultats des chercheurs sont apparus de Nature Nanontechnology.

Quasiment tous les matériaux fonctionnels d'aujourd'hui tiennent ensemble grâce à de fortes liaisons connues sous le nom de liaisons covalentes. Ces liaisons sont ce qui font de ces matériaux de forts polymères, mais ils manquent de capacité de changement les rendant impossible à recycler ou même à être environnementalement parlant propres. En contraste, les systèmes supra-moléculaires sont maintenus ensemble grâce à des interactions non covalentes. Ces systèmes sont facilement assemblés et adaptatifs, ils sont donc plus facile à fabriquer et à recycler. Jusqu'ici cependant ces systèmes ont gagné en flexibilité mais ont perdu de leurs force.

Le docteur Rybtchinski et son équipe, incluant Elisha Krieg et Elijah Shirman, et les scientifiques Haim Weissman et Eyal Shimoni, se sont intéressés aux assemblage non covalents des molécules appelées collages hydrophobes. Ces molécules hydrophobes "détestent l'eau" : lorsqu'elles sont placées dans l'eau, elles se rassemblent entre elles. Une analyse des forces chimiques a révélé que les liens hydrophobes pouvaient être relativement forts et facilement adaptables, en plus de leur nature environnementale et de leur coût peu élevé.

Ces systèmes supra-moléculaires sont des candidats potentiels aux applications spécialisées comme les nanofiltres. Les filtres existants – fabriqués pour récupérer les particules de quelque milliardième de diamètre seulement – sont chers et difficiles à utiliser. Par ailleurs ils ont tendance à se briser ou à se boucher. Un filtre recyclable pourrait permettre de surmonter ces problèmes.

Les chercheurs ont créé des molécules disposant d'un large composant hydrophobe et les ont versées dans de l'eau pour les faire passer dans un filtre bon marché à larges pores. Au lieu de courir à travers le filtre, les molécules se sont liées à un réseau de type éponge en trois dimensions à nano-échelle.

Le réseau s'est révélé être un excellent filtre nanoparticule. Lorsque les scientifiques ont passé une solution contenant des nanoparticules d'or à travers le réseau à nano-échelle, seules celles qui étaient inférieures à 5 nanomètres ont réussi à passer la membrane supra-moléculaires. Pour récupérer ces nanoparticules et les réutiliser dans le filtre, l'équipe de chercheurs n'a eu qu'à dissoudre les liaisons hydrophobes avec un alcool commun. En répétant encore et encore le processus, ils ont découvert que le réseau de filtre pouvait être facilement dissolu et reconstitué pour de nouveaux processus de séparation – sans perdre aucune efficacité.

Les scientifiques ont ensuite voulu savoir si le réseau était capable d'agir sur des particules plus spécifiques encore. Ils ont alors créé une structure plus épaisse en 3-D. Après avoir y avoir versé la solution, ils ont inspecté le réseau sous le microscope à électrons de l'institut. Comme ils l'avaient prévu les plus petites particules sont tombées plus profondément tandis que les plus grosses sont restées à la surface et pouvaient être facilement séparées de façon précise.

Rybtchinski a estimé qu'après quelques ajustements, le réseau recyclable de filtrage pourrait devenir une alternative plus efficace et plus environnemental que les filtres actuellement utilisés. La méthodologie pourrait également être prometteuse pour la séparation de biomolécules et de protéines comme l'ADN. "Cette méthode pourrait être relativement efficace d'un point du vue financier et surtout, facile à utiliser. Il n'y a quasiment aucune perte. Le meilleur de tout est que nous avons démontré la capacité d'une nouvelle application pour les liaisons non-covalentes : nous n'avons pas seulement montré qu'elles étaient robustes tout en étant facilement inversables, permettant de nouveaux matériaux non-covalents", a-t-il déclaré.

Yeda, le bras du transfert de technologie de l'institut, a par ailleurs dépose un brevet pour les membranes non-covalentes.

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