Un matériau à faible coût en argile – commun dans le sol britannique – et la vitamine B2 pourraient un jour aider à nettoyer la pollution en utilisant uniquement la lumière du soleil.
Développé par des chercheurs du Département de génie chimique et de la biotechnologie (CEB), le nouveau matériau – Flaponite – combine une base d'argile avec des composés dérivés de la vitamine B2, également connue sous le nom de riboflavine, pour créer un photocatalyseur durable. Il est abordable, recyclable et conçu pour fonctionner dans l'eau sous une lumière visible – offrant une nouvelle approche prometteuse pour décomposer les polluants environnementaux sans produits chimiques durs ni à une consommation d'énergie élevée.
La recherche montre comment le matériau peut décomposer les polluants du modèle dans des conditions de laboratoire – une première étape cruciale dans le développement de la purification de l'eau réelle ou des technologies de traitement des produits chimiques vertes. Le document est publié dans la revue Science et technologie de la catalyse. Il a été sélectionné pour figurer sur la couverture du journal – un design audacieux créé par Ellis, FRUK et graphiste David Bainbridge.
La recherche a été menée par le professeur Ljiljana Fruk du groupe d'ingénierie de Bionano de CEB et menée en collaboration avec le groupe du professeur Tijmen Euser au Nanophotonics Center, Cavendish Laboratory, Département de physique. Co-pri-premier auteurs Matthew Ellis, un doctorat de dernière année. L'élève du capteur EPSRC CDT, et Anna Melekhova, toutes deux du groupe de Fruk, ont mené une grande partie du travail expérimental.
« La flaponite montre comment la combinaison de molécules naturelles avec des matériaux de tous les jours peut conduire à des solutions pratiques pour l'eau plus propre et la chimie plus verte », a déclaré Ellis.
« Travailler sur la flaponite a été passionnant – il est gratifiant de voir quelque chose de simple comme l'argile et la chimie de la vitamine B2 faisant une vraie différence environnementale », a ajouté Melekhova.
Contrairement à de nombreux photocatalyseurs traditionnels, qui reposent souvent sur des métaux toxiques ou rares, la flaponite est construite à partir de matériaux biocompatibles. L'équipe a démontré qu'elle absorbe la lumière et transfère efficacement l'énergie pour décomposer les polluants et transformer les produits chimiques dans un système à base d'eau. De plus, en tant que poudre solide, il peut être facilement filtré et réutilisé, en réduisant les déchets.
« Nous sommes ravis de la flaponite parce que c'est simple, polyvalent et beau », a déclaré le professeur Fruk. « Créer l'œuvre d'art était très amusant – Art a le pouvoir d'engager les gens avec la science d'une manière que les mots et les données ne réalisent pas toujours. »
L'équipe explore maintenant comment le système pourrait être adapté à des contaminants ou à des réactions spécifiques, avec des applications potentielles dans le nettoyage environnemental, la chimie verte et la fabrication à faible énergie.
