Que ça brille : les scientifiques développent une nouvelle approche pour détecter les "substances chimiques éternelles" dans l'eau
Des scientifiques de l'université de Birmingham, en collaboration avec des scientifiques du Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), ont mis au point une nouvelle approche pour détecter la pollution de l'eau par les "produits chimiques éternels" grâce à la luminescence.
Les PFAS, ou "produits chimiques éternels", sont des produits chimiques à base de fluor qui sont largement utilisés dans différentes industries, de l'emballage alimentaire à la production de semi-conducteurs en passant par les pneus de voiture. Ils sont non dégradables et s'accumulent dans l'environnement. Les inquiétudes concernant la pollution toxique qu'ils provoquent, en particulier dans l'eau, se sont accrues ces dernières années.
Stuart Harrad, professeur de chimie environnementale à l'université de Birmingham, qui, avec sa collègue Zoe Pikramenou, professeur de chimie inorganique et de photophysique, a codirigé la conception d'un nouveau capteur, a déclaré : Il est crucial pour notre santé et celle de notre planète de pouvoir identifier les "produits chimiques à jamais" présents dans l'eau potable ou dans l'environnement à la suite de déversements industriels. Les méthodes actuelles de mesure de ces contaminants sont difficiles, longues et coûteuses. Il existe un besoin clair et pressant de disposer d'une méthode simple, rapide et rentable pour mesurer les PFAS dans des échantillons d'eau sur site afin de faciliter le confinement et l'assainissement, en particulier à des concentrations (ultra)traces. Mais jusqu'à présent, il s'est avéré incroyablement difficile d'y parvenir".
Les chercheurs, qui ont publié leurs résultats aujourd'hui dans Analytical Chemistry, ont créé un prototype de modèle qui détecte l'acide perfluorooctanoïque (PFOA), un produit chimique éternel. L'approche utilise des complexes métalliques luminescents fixés à la surface d'un capteur. Si le dispositif est plongé dans de l'eau contaminée, il détecte l'APFO grâce aux changements du signal de luminescence émis par les métaux.
Le professeur Pikramenou commente : "Le capteur fonctionne à l'aide d'une petite puce d'or greffée de complexes métalliques d'iridium. La lumière UV est ensuite utilisée pour exciter l'iridium qui émet une lumière rouge. Lorsque la puce d'or est immergée dans un échantillon pollué par le "produit chimique éternel", on observe un changement du signal dans la durée de vie de la luminescence du métal, ce qui permet de détecter la présence du "produit chimique éternel" à différentes concentrations. Jusqu'à présent, le capteur a pu détecter 220 microgrammes de PFAS par litre d'eau, ce qui fonctionne pour les eaux usées industrielles, mais pour l'eau potable, il faudrait que l'approche soit beaucoup plus sensible et permette de détecter des niveaux de PFAS de l'ordre du nanogramme".
L'équipe a collaboré avec des scientifiques spécialisés dans les surfaces et les capteurs, BAM, à Berlin, pour la mise au point du test et l'analyse spécifique à l'échelle nanométrique. Dan Hodoroaba, responsable de la division Surface and Thin Film Analysis du BAM, a souligné l'importance de la caractérisation des puces : "Les analyses de surface par imagerie avancée sont essentielles pour le développement de nanostructures chimiques dédiées sur des puces de capteurs personnalisées afin de garantir des performances optimales." Knut Rurack, qui dirige la division Détection chimique et optique de BAM, a ajouté : "Maintenant que nous disposons d'un prototype de puce de détection, nous avons l'intention de l'affiner et de l'intégrer pour la rendre portable et plus sensible afin qu'elle puisse être utilisée sur les sites de déversement et pour déterminer la présence de ces produits chimiques dans l'eau potable."
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.
Publication originale
Kun Zhang, Andrew J. Carrod, Elena Del Giorgio, Joseph Hughes, Knut Rurack, Francesca Bennet, Vasile-Dan Hodoroaba, Stuart Harrad, Zoe Pikramenou; "Luminescence Lifetime-Based Sensing Platform Based on Cyclometalated Iridium(III) Complexes for the Detection of Perfluorooctanoic Acid in Aqueous Samples"; Analytical Chemistry, 2024-1-16
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