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Une nouvelle nanomembrane qui améliore la filtration
Une équipe de chercheurs de de l’Institut Max Planck, en Allemagne, a développé un filtre innovant en polydopamine, un matériau très semblable à celui produit par des coquillages. Epais de seulement 20 nanomètres, il permet de filtrer des éléments différents mais de même taille.
Les filtres sont utilisés dans de nombreux domaines de la vie courante, mais pas uniquement et dans certains cas, la simple filtration par taille ne suffit pas. D’où la nécessité de solutions plus sophistiquées pour séparer par exemple différents atomes chargés, appelés ions, de taille similaire. Et si l’on utilise déjà des membranes cellulaires pour réaliser de tels processus de séparation en permettant à des processus chimiques supplémentaires de se dérouler dans les « pores » fins du tamis, cela reste néanmoins compliqué dans les tamis fabriqués artificiellement.
Des scientifiques du l'Institut Max Planck (Allemagne) ont mis au point un filtre fabriqué à partir d'un nouveau matériau, très semblable à celui produit par les moules. Ce projet était mené par Christopher Synatschke du département Synthèse des macromolécules de l’Institut de recherche sur les polymères, situé à Mayence, en Allemagne. Leurs résultats ont été publiés le 14 mai 2024 dans la revue Advanced Materials.
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Une membrane aux nombreux atouts
Les chercheurs ont réussi à produire une nanomembrane de moins de 20 nanomètres d’épaisseur, soit 20 millionièmes de millimètre. Celle-ci « peut séparer efficacement différents types d’ions ou même un mélange de colorants », indique le communiqué de l'Institut Max Planck, grâce à ses « pores » de taille sub-nanométrique. Cette membrane est constituée d’un matériau très similaire à celui produit par les moules : la polydopamine, une molécule du byssus, cet ensemble de fibres sécrétées par certains mollusques bivalves qui leur permet d'adhérer aux rochers. « Grâce à un procédé dit d’électropolymérisation, la membrane en polydopamine peut être produite de telle manière qu’elle présente des canaux de taille inférieure au nanomètre, c’est-à-dire des pores criblés », selon le communiqué. Ceci permet, par exemple, de séparer des ions monovalents (comme le sodium à charge simple) et des ions bivalents (comme le magnésium à charge double) malgré leur taille similaire ».
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Et Christopher Synatschke d’ajouter que ces membranes faciles à fabriquer présentent un grand intérêt. « Cela permet par exemple de produire des filtres plus efficaces pour l’eau, par exemple pour les déchets industriels », explique-t-il. Les chercheurs espèrent que de nouvelles applications pourront être développées à partir des nouvelles membranes polydopaminergiques, car le matériau est non seulement respectueux de l'environnement et biocompatible, mais aussi particulièrement facile à personnaliser chimiquement.