Il y a peu, un trio de chercheurs a reçu le prix Nobel de chimie pour une invention surprenante, dont l’un des objectif est de participer à la lutte contre la dégradation de l’environnement. Il est ici question d’une éponge moléculaire capable de séparer de l’eau des produits chimiques dangereux, notamment les substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS).
Une éponge moléculaire aux propriétés incroyables
Comment le révèle un communiqué officiel du 8 octobre 2025, le prix Nobel de chimie 2025 est revenu à Susumu Kitagawa de l’Université de Kyoto (Japon), Richard Robson de l’Université de Melbourne (Australie) et Omar M. Yaghi de l’Université de Californie à Berkeley (Etats-Unis). Ensemble, ces chercheurs ont mis au point une éponge moléculaire capable d’absorber divers polluants et donc, pourrait participer à la lutte contre la dégradation de l’environnement.
L’éponge en question est un composé organométallique, c’est à dire intégrant des réseaux d’ions métalliques et de molécules organiques. Selon les chimistes, cette dernière peut absorber l’eau que contient l’air, ainsi que plusieurs polluants comme le dioxyde de carbone et autres gaz toxiques. Surtout, l’éponge peut séparer de l’eau des produits chimiques dangereux mais également, collecter et décomposer des produits pharmaceutiques présents dans l’environnement.
Parmi les produits chimiques visés, nous retrouvons notamment les substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS). Surnommés « polluants éternels », ces produits se retrouvent dans de nombreux produits – emballages, textiles, mousses anti-incendie etc. – en raison de leurs propriétés de résistance à l’eau, à la graisse et à la chaleur. Si les preuves formelles manquent encore à l’appel, de nombreux experts estiment que les PFAS sont responsables de certains problèmes de santé : baisse de la fertilité, troubles hormonaux et risques de cancers.
Résoudre certaines grands défis de l’humanité
Les travaux concernant l’éponge moléculaire ont nécessité plusieurs décennies. En 1989, Richard Robson teste une nouvelle façon d’exploiter les propriétés intrinsèques des atomes. Le chercheur a l’idée de combiner des ions cuivre chargés positivement avec une molécule à quatre bras. Or, cette même molécule possédait un groupe chimique attiré par les ions cuivre à l’extrémité de chaque bras. Cette combinaison a donné un « cristal bien ordonné », se caractérisant par une structure où les atomes, ions ou molécules sont arrangés de manière régulière et répétitive dans les trois dimensions, formant un réseau cristallin.
Si Richard Robson a immédiatement reconnu le potentiel de sa création moléculaire, celle-ci était instable et s’effondrait facilement. Susumu Kitagawa et Omar M. Yaghi ont ensuite consolidé cette construction, entre 1992 et 2003. Le premier a démontré que les gaz pouvaient entrer et sortir des structures et a évoque la possibilité de rendre flexibles les réseaux métallo-organiques (MOF). Le second a quant à lui mis au point un MOF très stable et a travaillé sur une conception rationnelle, conférant au matériau de nouvelles propriétés.
Durant les deux décennies suivantes, les chercheurs ont fabriqué des dizaines de milliers de d’éponges moléculaires différentes et ont découvert que certaines pouvaient résoudre certains des plus grands défis de l’humanité. Suivant le type de MOF, il peut donc s’agir de séparer les PFAS de l’eau, décomposer les traces de produits pharmaceutiques dans l’environnement et de capturer le dioxyde de carbone. Citons également la possibilité d’utiliser une de ces éponges pour capturer l’eau se trouvant dans l’air, notamment en milieu désertique. Ainsi, l’invention des scientifiques peut dépolluer l’environnement mais pourrait aussi servir à collecter de l’eau potable dans les régions sèches et isolées.
