19.05.2022 - University of Limerick

Un nouveau matériau peut "capturer les polluants toxiques présents dans l'air".

Le nouveau matériau est capable de capturer des traces de benzène dans l'air et, surtout, il utilise moins d'énergie que les matériaux existants pour y parvenir.

Des chercheurs de l'université de Limerick, en Irlande, ont mis au point un nouveau matériau capable de capturer les substances chimiques toxiques présentes dans l'air.

Selon les chercheurs, ce matériau est capable de capturer des traces de benzène, un polluant toxique, dans l'air et, surtout, d'utiliser moins d'énergie que les matériaux existants pour y parvenir.

Selon les chercheurs, ce matériau poreux de type éponge pourrait révolutionner la recherche d'air pur et avoir un impact significatif dans la lutte contre le changement climatique.

Le professeur Michael Zaworotko, titulaire de la chaire Bernal d'ingénierie des cristaux et professeur de recherche de la Fondation scientifique d'Irlande au Bernal Institute de l'université de Limerick, et ses collègues ont mis au point le nouveau matériau, dont les résultats sont publiés dans la revue Nature Materials.

Les composés organiques volatils (COV), dont le benzène, constituent une catégorie de polluants toxiques à l'origine de graves problèmes environnementaux et sanitaires. Développer des technologies permettant d'éliminer le benzène de l'air à des concentrations infimes et le faire avec une faible empreinte énergétique sont deux défis qui n'ont pas été relevés jusqu'à présent.

"Une famille de matériaux poreux - comme l'éponge - a été mise au point pour capter les vapeurs de benzène de l'air pollué et produire un flux d'air propre pendant une longue période de travail", explique le professeur Zaworotko.

"Ces matériaux peuvent être régénérés facilement par un chauffage doux, ce qui en fait des candidats pour la purification de l'air et l'assainissement de l'environnement.

"Nos matériaux peuvent faire beaucoup mieux que les matériaux traditionnels, tant en termes de sensibilité que de temps de travail".

Le professeur Zaworotko et le Dr Xiang-Jing Kong du département des sciences chimiques de l'UL, ainsi que des collègues d'universités chinoises de premier plan, ont mis au point le nouveau matériau poreux qui présente une affinité si forte pour le benzène qu'il capture le produit chimique toxique même lorsqu'il est présent à seulement 1 partie sur 100 000.

Ce matériau ressemble à un fromage suisse car il est plein de trous et ce sont ces trous qui attirent les molécules de benzène, selon les chercheurs.

En termes d'énergie, comme le processus de capture est basé sur une liaison physique plutôt que chimique, l'empreinte énergétique de la capture et de la libération est beaucoup plus faible que les générations précédentes de matériaux.

"Le fractionnement des mélanges de gaz est difficile à réaliser. C'est particulièrement vrai pour les composants mineurs qui composent l'air, notamment le dioxyde de carbone et l'eau. Les propriétés de notre nouveau matériau montrent que la décomposition n'est plus difficile pour le benzène", a expliqué le professeur Zaworotko.

Des travaux antérieurs du laboratoire du professeur Zaworotko ont abouti à des matériaux de pointe pour la capture du carbone et la récolte de l'eau. Le matériau de récupération de l'eau possède des propriétés si favorables pour capturer et libérer l'eau de l'atmosphère qu'il est déjà utilisé dans des systèmes de déshumidification.

Le Dr Xiang-Jing Kong a expliqué : "Grâce à une conception intelligente, nos matériaux permettent de relever des défis à la fois techniques et sociaux, comme l'élimination des traces de benzène dans l'air. Cette tâche est difficile pour les matériaux conventionnels, ce qui souligne le charme des matériaux poreux."

Dans l'ensemble, ces résultats suggèrent qu'une nouvelle génération de matériaux poreux sur mesure du type de ceux inventés à l'UL peut permettre une approche générale de la capture des produits chimiques toxiques dans l'air.

"Les isomères aromatiques sont difficiles à séparer dans leurs mélanges avec les méthodes traditionnelles, qui sont toujours gourmandes en énergie", explique le Dr Xiang-Jing Kong.

"Cette recherche a ouvert des possibilités de concevoir des matériaux poreux pour une séparation efficace de ces produits chimiques avec un faible apport énergétique, ainsi que pour l'élimination d'autres polluants à l'état de traces dans l'air."

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.

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