Détecter les nanoplastiques dans l'air
"Les nanoplastiques constituent une préoccupation majeure s'ils sont présents dans l'air que vous respirez, pénétrant dans vos poumons et pouvant causer des problèmes de santé".
Les gros morceaux de plastique peuvent se décomposer en nanoparticules qui se retrouvent souvent dans le sol et dans l'eau. Ce que l'on sait peut-être moins, c'est qu'elles peuvent aussi flotter dans l'air. L'impact des nanoplastiques sur la santé humaine n'est pas clair, mais les études sur les animaux suggèrent qu'ils sont potentiellement dangereux. Afin de mieux comprendre la prévalence des nanoplastiques en suspension dans l'air, les chercheurs ont mis au point un capteur qui détecte ces particules et détermine les types, les quantités et les tailles des Plastiques à l'aide de films de points de carbone colorés.
Dans cette illustration, un capteur contenant des points de carbone rouges détecte les nanoplastiques dans l'air, qui sont représentés par les sphères flottantes.
Nitzan Shauloff
Cette recherche a été présentée lors de la réunion d'automne de l'American Chemical Society(ACS).
"Les nanoplastiques constituent une préoccupation majeure s'ils se trouvent dans l'air que vous respirez, pénètrent dans vos poumons et peuvent causer des problèmes de santé", explique Raz Jelinek, Ph.D., chercheur principal du projet. "Un détecteur simple et peu coûteux comme le nôtre pourrait avoir des implications énormes, et un jour alerter les gens de la présence de nanoplastiques dans l'air, leur permettant ainsi d'agir."
Des millions de tonnes de plastique sont produites et jetées chaque année. Certains matériaux plastiques s'érodent lentement pendant leur utilisation ou après leur élimination, polluant le milieu environnant avec des particules de taille micro et nanométrique. Les nanoplastiques sont si petits - généralement moins de 1 µm de large - et si légers qu'ils peuvent même flotter dans l'air, où les gens peuvent les respirer sans le savoir. Des études sur les animaux suggèrent que l'ingestion et l'inhalation de ces nanoparticules peuvent avoir des effets néfastes. Il pourrait donc être utile de connaître les niveaux de pollution nanoplastique dans l'environnement.
Auparavant, l'équipe de recherche de M. Jelinek à l'université Ben-Gurion du Néguev a mis au point un nez électronique pour surveiller la présence de bactéries en adsorbant et en détectant la combinaison unique de molécules de vapeur de gaz qu'elles libèrent. Les chercheurs ont voulu voir si cette même technologie à base de points de carbone pouvait être adaptée pour créer un capteur nanoplastique sensible pour la surveillance continue de l'environnement.
Les points de carbone se forment lorsqu'un matériau de départ contenant beaucoup de carbone, comme du sucre ou une autre matière organique, est chauffé à une température modérée pendant plusieurs heures, explique M. Jelinek. Ce processus peut même être réalisé à l'aide d'un micro-ondes classique. Pendant le chauffage, le matériau contenant du carbone se transforme en particules colorées, et souvent fluorescentes, de taille nanométrique appelées "points de carbone". En modifiant le matériau de départ, les points de carbone peuvent avoir différentes propriétés de surface susceptibles d'attirer diverses molécules.
Pour créer le nez électronique bactérien, l'équipe a étalé de fines couches de différents points de carbone sur de minuscules électrodes, chacune de la taille d'un ongle. Ils ont utilisé des électrodes interdigitées, dont les deux faces sont dotées de structures en forme de peigne intercalées. Entre les deux faces, un champ électrique se développe, et la charge stockée est appelée capacité. "Lorsque quelque chose arrive aux points de carbone - qu'ils adsorbent des molécules de gaz ou des morceaux de nanoparticules - il se produit un changement de capacité, que nous pouvons facilement mesurer", explique M. Jelinek.
Les chercheurs ont ensuite testé un capteur de preuve de concept pour les nanoplastiques dans l'air, en choisissant des points de carbone capables d'adsorber les types de plastique les plus courants - polystyrène, polypropylène et poly(méthacrylate de méthyle). Lors des expériences, des particules de plastique de taille nanométrique ont été aérosolisées, ce qui les a fait flotter dans l'air. Et lorsque des électrodes recouvertes de films de points de carbone ont été exposées aux nanoplastiques en suspension dans l'air, l'équipe a observé des signaux qui étaient différents pour chaque type de matériau, explique Jelinek. Comme le nombre de nanoplastiques dans l'air affecte l'intensité du signal généré, Jelinek ajoute qu'actuellement, le capteur peut signaler la quantité de particules d'un certain type de plastique au-dessus ou en dessous d'un seuil de concentration prédéterminé. De plus, lorsque des particules de polystyrène de trois tailles différentes - 100 nm de large, 200 nm de large et 300 nm de large - ont été aérosolisées, l'intensité du signal du capteur était directement liée à la taille des particules.
La prochaine étape pour l'équipe est de voir si son système peut distinguer les types de plastique dans les mélanges de nanoparticules. De même que la combinaison de films de points de carbone dans le nez électronique de la bactérie a permis de distinguer des gaz de polarités différentes, Jelinek estime qu'il est probable que l'équipe puisse modifier le capteur de nanoplastiques pour distinguer d'autres types et tailles de nanoplastiques. La capacité de détecter différents plastiques en fonction de leurs propriétés de surface rendrait les capteurs nanoplastiques utiles pour le suivi de ces particules dans les écoles, les immeubles de bureaux, les maisons et à l'extérieur, dit-il.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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