Nettoyer l'eau avec des nano-aimants

Cela peut sembler un moyen improbable de nettoyer l'eau potable, mais des scientifiques de l'Université Rice, à Houston, ont découvert que des nanoparticules de rouille peuvent être utilisées pour éliminer l'arsenic avec une simple vague d'aimant.

Les nanoparticules magnétiques de rouille (illustrées ici en rouge et orange) ont tendance à se lier à l'arsenic. Les scientifiques du Texas pensent que ces propriétés les rendent idéales pour éliminer l'arsenic de l'eau de puits contaminée à l'aide d'un peu plus qu'un aimant. (Crédit : Université du riz CBEN)

L'arsenic colle à la rouille, dit Vicki Colvin , chimiste au Rice’s Center for Biological and Environmental Nanotechnology. Et comme la rouille est essentiellement de l'oxyde de fer, elle a tendance à être magnétique, elle peut donc être retirée de l'eau à l'aide d'un aimant de faible puissance.

La technique est très prometteuse pour le traitement de millions de puits que l'on pense actuellement contaminés par des niveaux dangereux d'arsenic, dit Colvin.

En effet, selon la Banque mondiale, près de 65 millions de personnes sont exposées à des problèmes de santé liés à l'arsenic, en grande partie à cause des puits contaminés. La situation est si grave qu'elle a conduit à la création d'un prix en espèces d'un million de dollars, appelé le Défi Grainger , à attribuer à quiconque trouvera une solution pratique pour éliminer l'arsenic des puits dans les pays pauvres.

Ce n'est pas seulement un problème dans les pays en développement, déclare Proctor Reid, directeur des programmes à la Académie nationale d'ingénierie , à Washington, D.C., qui a mis en place le Grainger Challenge. Il y a même des puits contaminés à l'arsenic au Nouveau-Mexique, dit-il.

La rouille est bien connue pour sa capacité à se lier à l'arsenic, dit Scott Fendorf , pédologue à l'université de Stanford. La plupart des techniques existantes reposent sur l'oxyde de fer comme piégeur, dit-il.

En ajoutant des nanoparticules de rouille à l'eau, l'oxyde de fer peut être encore plus efficace, et il n'y a pas besoin de matériel coûteux et de machines complexes, explique Colvin. En devenant petit, vous obtenez beaucoup de surface, ce qui signifie que vous avez besoin de moins de matière pour traiter le contenu.

Cependant, jusqu'à présent, on pensait que de telles particules, qui mesurent environ 10 nanomètres de diamètre, auraient besoin d'électro-aimants puissants pour générer des champs suffisamment puissants pour vaincre les forces locales agissant sur les minuscules particules.

Mais l'équipe de Colvin, qui a publié ses résultats dans la revue La science , montre que même des aimants de faible puissance peuvent faire l'affaire. Les particules interagissent magnétiquement, explique-t-elle. Cela leur permet de se comporter, au moins magnétiquement, comme un aimant plus gros, et donc d'être influencé comme tel.

Colvin et ses collègues ont ensuite répété leur expérience, cette fois avec de l'eau contaminée à l'arsenic. Ils ont découvert que lorsque les nanoparticules ont été retirées, les niveaux d'arsenic de l'eau ont été réduits à des niveaux bien inférieurs à ceux jugés sûrs par l'Environmental Protection Agency.

Un certain nombre de techniques différentes, allant des centrifugeuses aux systèmes de filtration, sont actuellement utilisées pour éliminer l'arsenic. Étant donné que les technologies de décontamination de l'arsenic doivent souvent être déployées dans des régions éloignées avec un accès limité à l'électricité, il est important qu'elles soient aussi simples que possible et ne nécessitent pas d'électricité, dit Reid.

La technique de Rice pourrait fournir une approche beaucoup plus pratique. Bien que les expériences de Colvin aient utilisé des nanoparticules relativement chères, elle est convaincue que des particules de rouille ultra-petites peuvent être générées facilement et à moindre coût. Quant aux aimants, ils peuvent être récupérés sur les disques durs de vieux ordinateurs, dont beaucoup se retrouvent en Asie du Sud-Est, dit-elle.

Il s'agit d'une avancée pour le traitement de l'eau en général, déclare Fendorf. Mais le nettoyage de l'arsenic n'est qu'une partie du problème, dit-il. Une grande question demeure quant à ce qu'il faut faire avec l'arsenic une fois qu'il est retiré de l'eau. Après tout, cela reste un danger pour la santé.

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