Dans une publication récente, des chercheurs japonais ont détaillé une nouvelle méthode de décontamination qui permet d’éliminer certains polluants très résistants avec la lumière LED. Il s’agit ici des substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS), généralement connues pour leur toxicité et leur persistance dans l’environnement.
Des lumières LED et des nanocristaux semi-conducteurs
Souvent appelés produits chimiques éternels en raison de leurs fortes liaisons carbone-fluor qui rendent leur dégradation difficile, les PFAS suscitent l’inquiétude. En effet, il est à la fois question d’impacts sur la santé humaine (cancers, problèmes de fertilité, etc.) et d’une contamination des écosystèmes, notamment aquatiques. On les retrouve généralement dans de nombreux produits, à savoir les emballages alimentaires, les revêtements antiadhésifs, les cosmétiques, les textiles, les produits phytosanitaires ainsi que dans les mousses anti-incendie.
Et si la lumière LED permettait de se débarrasser des PFAS une bonne fois pour toutes ? C’est en tout cas le parti pris d’une équipe de l’Université Ritsumeikan (Japon), dont les résultats ont fait l’objet d’une publication dans la revue Angewandte Chemie International Edition en juin 2024. Les chercheurs nippons y expliquent en effet avoir découvert une méthode inédite qui associe la lumière LED et des nanocristaux semi-conducteurs afin de terrasser les PFAS.
Une méthode plus simple et plus durable
La technique en question repose sur une réaction photocatalytique obtenue avec des LED qui émettent à 405 nm. Au cours de ce processus, la lumière transforme des substances polluantes en produits sans danger. Les scientifiques expliquent avoir élaboré un procédé qui a recours à des nanocristaux de sulfure de cadmium (semi-conducteurs) modifiés avec du cuivre, puis associés à de l’eau et de la triéthanolamine, une matière que l’on retrouve dans la fabrication de détergents et cosmétiques.
À partir du moment où un composé PFAS, comme le perfluorooctanesulfonate (PFOS), est placé dans la solution et exposé à l’éclairage LED, une réaction se produit. Excités par la lumière, les nanocristaux attirent les molécules de PFOS et brisent leurs liaisons carbone-fluor. Cela permet d’obtenir l’élimination des ions fluor, avant la décomposition entière du polluant. Selon les chercheurs, le procédé dure environ huit heures.
Cette nouvelle technique apparait révolutionnaire, car jusqu’à aujourd’hui, l’élimination des PFAS nécessitait des températures très hautes (environ 400°C). Or, il s’agissait d’un processus très couteux et très énergivore. La méthode japonaise a le mérite d’être simple à mettre en place et surtout efficace à des températures bien plus basses : environ 38°C. Enfin, cette nouvelle technique présente un autre avantage : le recyclage et la réutilisation du fluor, ce qui le rend plus durable.
