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Comment éponger des fuites d'huile avec des nanotubes

ActualitéClassé sous :chimie , physique , superhydrophobe

Un groupe international de chercheurs a synthétisé un remarquable matériau à base de nanotubes de carbone. Superhydrophobe, il se comporte néanmoins comme une éponge à huile capable d'absorber plus de 100 fois son poids. Magnétique, il peut être manipulé facilement avec des aimants et il pourrait servir à dépolluer des eaux contaminées par des fuites d'huile.

Daniel Hashim et des échantillons de l'éponge oléophyle, superhydrophobe et ferromagnétique. © Jeff Fitlow/Rice University

Les nanosciences sont en train de renouveler la chimie et la physique du solide du XXe siècle. Si la supraconductivité à température ambiante, qui rendrait probablement possible la réalisation d'une sorte de métro mondial hypersonique sous vide, n'est encore qu'un rêve et que les nanoparticules commencent juste à avoir des applications en nanomédecine, on espère qu'un nouveau bond technologique majeur ne tardera pas à se produire.

Pour cela, de plus en plus de laboratoires se concentrent sur l'exploration du nanomonde. Si l'une de ses stars est le graphène, l'autre est le nanotube de carbone. Un groupe de chercheurs, dont beaucoup travaillent à l'université de Rice aux États-Unis, vient de publier dans Nature un article intéressant sur un nouveau matériau synthétisé à partir de nanotubes de carbone. Ils sont parvenus à créer des liaisons chimiques covalentes entre ces nanotubes en leur ajoutant du bore.

L'éponge en nanotubes de carbone gorgée d'huile. © Jeff Fitlow/Rice University

Une éponge en nanotubes pour lutter contre la pollution 

Le résultat est une sorte de mousse très flexible composée à 99 % d'air capable d'absorber plus de 100 fois son poids en huile. Plusieurs de ses propriétés sont présentées dans la vidéo ci-dessous par l'un des thésards travaillant sur ce nouveau matériau, Daniel Hashim.

On le voit tenir dans sa main un échantillon de ce qu'il présente comme une éponge en nanotubes de carbone élastique, compressible et flexible mais détestant l'eau. Le matériau obtenu grâce à l'ajout d'atomes de bore est robuste car il garde son élasticité même après 10.000 compressions. Or comme celui-ci est oléophyle, il peut être utilisé pour absorber de l'huile dans de l'eau, la libérer par compression et être réutilisé à nouveau. Potentiellement, on pourrait donc s'en servir pour lutter contre la pollution générée par des fuites d’huiles, et probablement de pétrole dans l'eau.


Une présentation en anglais des propriétés de l'éponge en nanotubes de carbone. Le contenu des commentaires est retranscrit dans le présent article. © RiceUniversity-YouTube

Des applications possibles en médecine voire dans la conception de batteries

En soi, ce n'est pas la première fois que l'on réussit à obtenir un matériau superhydrophobe avec des nanotubes de carbone et capable d'absorber de l'huile, mais les propriétés de celui-ci sont vraiment remarquables. Dans la vidéo de présentation, Daniel Hashim tente d'immerger des échantillons de l'éponge en nanotubes, qui refusent obstinément de se laisser faire et restent secs même sortis de l'eau. L'éponge est clairement ferromagnétique car on peut la manipuler à la surface de l'eau avec un aimant. Une fois gorgée d'huile, elle peut donc facilement être dirigée où l'on veut pour la récupérer. 

Après avoir montré la capacité d'absorption en huile de l'éponge, Hashim démontre que l'on peut facilement extraire cette huile par simple compression de l'objet. Le plus surprenant est qu'il est possible de faire brûler l'huile encore contenue dans le matériau carboné, sans que celui-ci n'en soit affecté le moins du monde. L'éponge peut d'ailleurs, affirme le chercheur, être réutilisée.

En théorie, ce matériau est donc bien le résultat escompté par les chercheurs, c'est-à-dire une sorte de superéponge pour lutter contre des pollutions diverses, en particulier des fuites de pétrole. Il reste cependant à créer la technologie permettant de le fabriquer à l'échelle industrielle. D'autres applications sont cependant envisagées. Il pourrait servir de tuteur pour régénérer des tissus osseux ou fabriquer des batteries plus légères et plus efficaces et bien sûr, une fois imprégné de polymères, rejoindre les matériaux composites à base de carbone utilisés pour les voitures et les avions.

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