Selon des chercheurs du RIT (Rochester Institute of Technology, États-Unis), les nanotubes de carbone pourraient constituer la base de filtres à eau de nouvelle génération. Ils promettent d'être plus efficaces sur les eaux polluées et plus durables que le charboncharbon actif et autres gelsgels de silicium utilisés actuellement. Des filtres qui seraient en plus recyclables. Ou régénérables... « Une fois le filtre à eau saturé, passez-le au four à micro-ondesfour à micro-ondes pendant environ 5 minutes et les impuretés se seront évaporées », assure Reginald Rogers, professeur assistant au RIT.

Les nanotubes de carbone à paroi unique (SWCNT) ou monofeuillets, utilisés ici, ont été obtenus à partir de feuilles de graphène enroulées sur elles-mêmes. Ils ont ensuite été triés par chromatographie en fonction de leurs propriétés électroniques : les semi-conducteurs d'un côté, les métalliques de l'autre. Enfin, les chercheurs américains ont arrangé chaque type de SWCNT en sortes de feuilles de papier carbone.

Les nanotubes de carbone à paroi unique semi-conducteurs se montrent plus efficaces en matière de filtration d’eau polluée que les nanotubes de carbone métalliques. © John-David Rocha, Reginald Rogers, Rochester Institute of Technology

Les nanotubes de carbone actuellement les plus efficaces

La capacité d'adsorption de ces filtres en environnement aqueuxaqueux a ensuite été testée, et mesurée par spectroscopie, sur divers polluants. Ceux composés de nanotubes de carbone semi-conducteurs se sont révélés plus de 70 % plus efficaces que ceux contenant des nanotubes métalliques. Un résultat que les chercheurs attribuent à la configuration électroniqueconfiguration électronique particulière de ces SWCNT, une configuration qui favoriserait les interactions avec les polluants organiques.

En répétant leurs expériences avec des SWCNT trouvés dans le commerce -- séparés par ultracentrifugation en gradientgradient de densité --, les chercheurs du RIT ont aussi pu apporter la preuve de l'efficacité de leur méthode de tri. Une étape cruciale dans l'élaboration de filtres commerciaux puisque les filtres à base de SWCNT triés par les chercheurs du RIT absorbent jusqu'à 60 % plus de polluants que ceux à base des SWCNT du commerce.

De nouveaux filtres grâce aux nanotubes de carbone

Article de France-science paru le 19/11/2005

Le nanotube de carbone est sans conteste le nano-objet phare du moment avec un nombre sans cesse croissant de publications sur ses propriétés et ses applicationsapplications.

Un article récent publié dans le journal Nature par une équipe de l'université du Kentucky rapporte que d'étonnantes propriétés de transport fluidique peuvent être observées à travers des membranes constituées de nanotubes. Ces membranes sont obtenues en incorporant à l'intérieur d'un film polymèrepolymère des nanotubes orientés perpendiculairement à la surface du film, ce qui permet d'en contrôler la porositéporosité.

L'équipe du professeur Hinds, qui est passée maître dans l'art d'assembler des milliards de nanotubes pour former de telles membranes, vient de montrer expérimentalement que les fluides traversent ces membranes avec des débitsdébits étonnements élevés. Ce type de comportement avait été annoncé dès 2001 à partir de considérations théoriques, mais il restait à démontrer expérimentalement que de tels débits étaient effectivement réalisables.

L'équipe a étudié le flux de plusieurs fluides différents, et a trouvé que c'est avec l'eau que l'on obtient les meilleurs débits, ce qui paraît surprenant dans la mesure où l'on sait que les nanotubes sont naturellement hydrophobeshydrophobes et devraient donc ralentir le flux. Il n'en reste pas moins que les résultats annoncés montrent que ces membranes à base de nanotubes peuvent constituer d'excellents filtres, et les débits importants qu'elles permettent sont un atout supplémentaire pour une filtrationfiltration efficace.

Ce nouveau polymère composite peut trouver d'autres applications, dans l'industrie alimentaire ou dans le domaine médical. Ainsi, les chercheurs travaillent à la mise au point d'un patch qui régule le flux de nicotinenicotine. Le développement de ces applications ne viendra qu'avec une réduction drastique des coûts de production, ce que les chercheurs prévoient comme proche grâce à un procédé qui leur permet aujourd'hui, en laboratoire, de faire croître jusqu'à 80 m² de membranes de nanotubes en une journée.