Éponger la pollution plastique

Sep 07, 2023

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Éponges. Y a-t-il quelque chose qu'ils ne peuvent pas faire ? Depuis des millénaires, les humains utilisent des éponges naturelles séchées pour nettoyer, peindre et comme récipients pour consommer des liquides comme l'eau ou le miel ; nous les avons même utilisés comme moyens contraceptifs. Qu’elles soient synthétiques ou naturelles, les éponges sont excellentes pour capturer les minuscules particules dans leurs nombreux pores. Et comme les scientifiques du monde entier commencent à le montrer, les formes remplies de cavités des éponges signifient qu’elles pourraient apporter une solution à l’un des plus grands fléaux de notre époque : la pollution microplastique.

En août, des chercheurs chinois ont publié une étude décrivant leur développement d’une éponge synthétique qui ne fait qu’une bouchée des débris plastiques microscopiques. Lors de tests, les chercheurs ont montré que lorsqu'une solution remplie de plastique spécialement préparée est poussée à travers l'une de leurs éponges, celle-ci peut éliminer à la fois les microplastiques et les nanoplastiques encore plus petits du liquide. Ces particules restent généralement piégées dans les nombreux pores de l'éponge. Bien que l'efficacité des éponges ait varié au cours des expériences, en partie en fonction de la concentration de plastique ainsi que de l'acidité et de la salinité du liquide, des conditions optimales ont permis aux chercheurs d'éliminer jusqu'à 90 % des microplastiques. Ils l'ont essayé dans tout, de l'eau du robinet et de l'eau de mer à, pourquoi pas, la soupe d'un plat à emporter local.

Les éponges engloutissantes en plastique sont principalement fabriquées à partir d’amidon et de gélatine. Ressemblant un peu à de grosses guimauves blanches, les éponges biodégradables sont si légères que leur équilibre au sommet d'une fleur laisse les pétales de la plante droits et inflexibles, ce qui, selon les chercheurs, devrait les rendre bon marché et faciles à transporter. À l’intérieur, la structure des éponges ressemble moins à de minuscules cavités ressemblant à des bulles qu’à une surface irrégulière.

Selon Guoqing Wang, chimiste des matériaux à l'Université océanique de Chine et co-auteur de l'article, la formule de l'éponge est ajustable. En ajustant la température lorsque les deux composés sont mélangés, dit-il, les éponges peuvent devenir plus ou moins poreuses. Cela affecte la taille des particules collectées : les éponges très poreuses ont de nombreux pores très petits, ce qui est idéal pour attraper de très petites particules.

Les éponges, si elles sont produites à l'échelle industrielle, dit Wang, pourraient être utilisées dans les usines de traitement des eaux usées pour filtrer les microplastiques de l'eau ou dans les installations de production alimentaire pour décontaminer l'eau.

Il serait également possible d'utiliser de telles éponges pour piéger les microplastiques dans les machines à laver, suggère Christian Adlhart, chimiste à l'Université des sciences appliquées de Zurich en Suisse, qui a également expérimenté la création de filtres éponges pour collecter les microplastiques. Certains microplastiques pénètrent dans les cours d’eau après avoir été excrétés par les tissus synthétiques lorsqu’ils tourbillonnent au cours du lavage. "Vous pourriez placer une telle éponge à l'intérieur du tambour", explique Adlhart. "Je pense que cela absorberait une grande partie des fibres."

Les éponges comme celle-ci fonctionnent grâce à un duo de mécanismes, ajoute-t-il. Si l'eau est activement entraînée à travers l'éponge, par exemple lorsqu'elle est pressée et libérée, les particules microplastiques restent piégées à l'intérieur des pores de l'éponge, comme des billes collectées dans des seaux. Mais même lorsque l’éponge flotte simplement dans de l’eau calme, les interactions électrostatiques signifient que certaines particules de plastique s’y accrochent.

Il y a cependant des ratés dans l’adoption potentielle de l’éponge. La première, dit Adlhart, est que l'amidon et la gélatine sont importants pour l'industrie alimentaire, ce qui signifie qu'il pourrait y avoir une concurrence pour les ingrédients clés à l'avenir. Cependant, des éponges similaires peuvent être fabriquées avec des matériaux différents. La version développée par Adlhart et ses collègues, par exemple, utilise du chitosane, un sucre dérivé des coquilles de crustacés, pour fournir la structure de l'éponge. Le chitosane n'est pas largement utilisé commercialement, explique Adlhart, et ne serait donc pas confronté à la même concurrence.

Adlhart affirme que sa conception d'éponge, qui consiste à tisser ensemble une matrice de nanofibres de chitosane, a été inspirée par l'activité de filtration des huîtres, qui emprisonnent les particules dans leurs branchies lorsqu'elles pompent l'eau de mer à travers elles.