Un article de chimie traite d'une nouvelle approche pour décomposer les PFAS, des produits chimiques à vie
Des chercheurs présentent un système photocatalytique efficace basé sur la lumière LED
Des chercheurs de l'université de l'État du Colorado ont trouvé une nouvelle méthode pour décomposer les PFAS, un groupe de produits chimiques fabriqués par l'homme et utilisés couramment pour leurs propriétés de résistance à l'eau, mais qui peuvent présenter des risques pour la santé en cas d'exposition à long terme.
Un chercheur travaillant au laboratoire Miyake de l'université d'État du Colorado.
Colorado State University College of Natural Sciences/John Cline
La liaison carbone-fluor que l'on trouve dans les composés PFAS (substances perfluoroalkyles et polyfluoroalkyles) est particulièrement difficile à briser. Cette durabilité a conduit à une large utilisation de ces produits chimiques manufacturés dans les domaines médical, industriel et commercial. Toutefois, cette stabilité inhérente les a également rendus difficiles à éliminer et, au fil du temps, ils se sont retrouvés dans l'eau, l'air et le sol dans le monde entier, selon l'Agence de protection de l'environnement (EPA). Selon l'EPA, l'exposition à ces composés persistants peut entraîner des problèmes de santé, notamment des cancers ou des troubles de la reproduction.
Dans un article publié dans Nature, les chercheurs du CSU présentent un système photocatalytique efficace basé sur la lumière LED qui peut être utilisé à température ambiante pour briser ces liaisons clés carbone-fluor. Ce système représente une amélioration par rapport aux processus de fabrication chimique traditionnels qui nécessitent généralement des températures élevées pour obtenir des résultats similaires.
Les travaux menés au CSU ont été dirigés par le professeur Garret Miyake du département de chimie. Son équipe s'est associée à un autre professeur de chimie de la CSU, Robert Paton, ainsi qu'au professeur Niels Damrauer de l'université du Colorado Boulder pour la rédaction de l'article.
Selon M. Miyake, la complémentarité des compétences de ces équipes a permis d'aboutir à ce résultat de recherche interdisciplinaire à fort impact.
"Notre approche est une avancée fondamentale dans la synthèse organique qui permet d'activer ces liaisons carbone-fluor difficiles dans une variété de situations", a-t-il déclaré. "Notre méthode est plus durable et plus efficace et peut être utilisée pour traiter les composés tenaces dans les plastiques, par exemple, en plus des utilisations évidentes autour des PFAS.
La plupart des gens dans le monde ont été exposés aux PFAS en touchant ou en mangeant des matériaux qui en contiennent. L'eau potable est une source d'exposition courante, mais ces composés se retrouvent également dans les produits de consommation antiadhésifs, les emballages alimentaires et les procédés de fabrication courants. Les recherches menées par l'EPA montrent que même une faible exposition peut avoir des effets sur le développement, comme un faible poids à la naissance ou une réponse immunitaire réduite, parmi de nombreux autres problèmes de santé.
Mihai Popescu, chercheur postdoctoral, est l'un des auteurs de l'article et a contribué à la compréhension des mécanismes de la recherche en utilisant la chimie computationnelle. Selon lui, le prochain défi consistera à développer la technologie et à la préparer pour une application sur le terrain dans de nombreux cas.
"Nous devons rendre cette technologie plus pratique pour qu'elle puisse être utilisée dans l'eau ou dans le sol - des endroits où l'on trouve des PFAS", a déclaré M. Popescu. "Il faut que la chimie que nous présentons ici soit utile dans ces conditions, et c'est là qu'il reste beaucoup de travail à faire.
Miyake est actuellement directeur du Center for Sustainable Photoredox Catalysis (SuPRCat) sur le campus, financé par la National Science Foundation. Ce centre, lancé en 2023, a pour objectif de développer des processus de fabrication chimique qui exploitent l'énergie lumineuse et utilisent des matériaux facilement disponibles comme catalyseurs.
M. Miyake a fait remarquer que des projets de recherche similaires à celui dont il est question dans l'article sont menés quotidiennement par le centre. Le chercheur postdoctoral Xin Liu, qui a dirigé le développement synthétique de ce travail et qui est également membre de SuPRCat, a déclaré que ce travail offrait de nombreuses possibilités.
"Cet article traite spécifiquement des produits chimiques à vie, mais notre approche de SuPRCat, qui consiste à utiliser des lumières LED, offre une multitude de possibilités pour réaliser ces réactions de manière plus durable et plus efficace", a déclaré Xin Liu. "Qu'il s'agisse de traiter les plastiques qui ne se dégradent pas rapidement ou d'améliorer le processus de fabrication des engrais nécessaires, il s'agit d'un domaine clé sur lequel la CSU est bien placée pour jouer un rôle de premier plan.
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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