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Un filtre à air basé sur nanowire d'oxyde de titane peut enfermer et détruire des agents pathogènes

Le filtre « papier » effectué à partir des nanowires d'oxyde de titane est capable des agents pathogènes de piégeage et de les détruire avec la lumière. Cette découverte par un laboratoire d'EPFL a pu être mise pour employer dans l'équipement de protection personnel, ainsi que dans des dispositifs de la ventilation et de climatisation.

En tant qu'élément des tentatives de raccourcir la pandémie Covid-19, des masques de papier de plus en plus sont rendus obligatoires. Leur efficacité relative n'est plus en question, mais leur utilisation répandue a un certain nombre d'inconvénients. Ceux-ci comprennent l'impact sur l'environnement des masques remplaçables effectués à partir des couches de microfibres non-tissées de plastique de polypropylène. D'ailleurs, ils enferment simplement des agents pathogènes au lieu de les détruire. « Dans un réglage d'hôpital, ces masques sont mis dans les coffres spéciaux et traité convenablement, » dit László Forró, chef du laboratoire d'EPFL de la physique de la question complexe. « Cependant, leur utilisation dans le monde plus large - où ils sont jetés dans les coffres de rebut ouverts et sont même partis en l'air sur la rue - peut les transformer en sources neuves de contamination. »

Les chercheurs dans le laboratoire de Forró travaillent à une solution au problème prometteuse : une membrane faite de nanowires d'oxyde de titane, assimilée dans l'apparence au papier filtre mais avec les propriétés antibactériennes et antivirales.

Leur matériau fonctionne à l'aide des propriétés photocatalytic du dioxyde de titane. Une fois exposées au rayonnement ultraviolet, les fibres convertissent l'humidité résidente en oxydants tels que le peroxyde de hydrogène, qui ont la capacité de détruire des agents pathogènes. « Puisque notre filtre est exceptionnellement bon à l'humidité de absorption, il peut enfermer les gouttelettes qui transportent des virus et des bactéries, » dit Forró. « Ceci produit un environnement favorable pour le procédé d'oxydation, qui est déclenché par la lumière. »

Le travail des chercheurs apparaît aujourd'hui en matériaux fonctionnels avancés, et comprend les expériences qui expliquent la capacité de la membrane de détruire Escherichia coli, la bactérie de référence dans la recherche biomédicale, et les brins d'ADN en quelques secondes. Basé sur ces résultats, les chercheurs affirment - bien que ceci reste à expliquer expérimental - que le procédé serait également couronné de succès sur un large éventail de virus, y compris SARS-CoV-2.

Leur article déclare également que la fabrication de telles membranes serait faisable à grande échelle : seul le matériel de laboratoire est capable de produire jusqu'à 200 m2 de papier filtre par semaine, ou assez pour jusqu'à 80.000 masques par mois. D'ailleurs, les masques ont pu être stérilisés et ont réutilisé vers le haut de mille fois. Ceci allégerait des manques et réduirait considérablement la quantité de rebuts produite par les masques chirurgicaux remplaçables. En conclusion, le processus de fabrication, qui concerne calciner les nanowires de titanite, leur effectue la niche et évite le risque de nanoparticles étant inhalés par l'usager.

Une mise en train nommée Swoxid prépare déjà pour déménager la technologie hors du laboratoire.

Les membranes ont pu également être utilisées dans des applications de demande de règlement d'air telles que des dispositifs de la ventilation et de climatisation ainsi que dans l'équipement de protection personnel. »

Endre Horváth, l'auteur important de l'article et le co-fondateur de Swoxid

Source:
Journal reference:

Horváth, E., et al. (2020) Photocatalytic Nanowires‐Based Air Filter: Towards Reusable Protective Masks. Advanced Functional Materials. doi.org/10.1002/adfm.202004615.