Tourner la manivelle d'un simple appareil rempli de nanoparticules peut éliminer les agents pathogènes graves de l'eau en quelques secondes, ce qui le rend adapté aux zones sans électricité.
L'accès à l'eau potable peut être difficile dans les régions éloignées
Un simple bocal doté d’une manivelle pourrait révolutionner l’approvisionnement en eau potable dans les zones sinistrées et les communautés isolées sans électricité.
Xu Deng, de l'Université des sciences et technologies électroniques de Chine à Chengdu, affirme que lui et ses collègues étaient déterminés à créer un moyen simple de débarrasser l'eau des parasites, ainsi que des agents pathogènes bactériens, viraux et fongiques.
« Nous avons continué à nous heurter au même obstacle avec le traitement décentralisé de l'eau », explique Deng. « La plupart des options de point d'utilisation nécessitent de l'électricité ou un fort ensoleillement, et elles sont lentes. »
Dans les communautés hors réseau et les zones sinistrées, les systèmes traditionnels ne sont pas fiables. Ils recherchaient donc une invention capable de désinfecter complètement l'eau en une minute d'agitation manuelle simple.
Leur solution est basée sur des nanoparticules sphériques de silice recouvertes de produits chimiques du groupe amine, qui sont chargées positivement dans l'eau, et de nanoparticules d'or, qui se chargent négativement dans l'eau agitée.
« Pensez à un pot à manivelle contenant une petite dose de poudre artificielle semblable à du sable », explique Deng. « Quelques tours de poignée créent un léger cisaillement dans l'eau et ce mouvement « réveille » nos nanoparticules. »
L’écoulement de l’eau à la surface des nanoparticules d’or et d’amine crée une charge électrique, conduisant à son tour à la formation de produits chimiques oxydants appelés espèces réactives de l’oxygène.
« Ces espèces réactives de l'oxygène perforent les membranes microbiennes, empêchant ainsi les agents pathogènes de survivre ou de se reproduire », explique Deng. « Lorsque vous arrêtez de remuer, la poudre se sépare d'elle-même de l'eau et vous aspirez de l'eau propre par la sortie. »
L’équipe a testé le dispositif sur 16 agents pathogènes hautement transmissibles qui présentent un risque grave pour la santé publique. Il a obtenu une réduction de 99,9999 pour cent Escherichia coli avec seulement 15 secondes d'agitation de l'eau à 50°C, et la même réduction de Vibrio cholérique en 1 minute. Dans l’ensemble, il a inactivé plus de 95 pour cent de tous les micro-organismes testés.
L'appareil est encore dans sa phase de validation de principe, explique Deng, et les chercheurs n'ont donc pas encore déterminé combien de litres d'eau peuvent être désinfectés.
« Ce que l’on peut dire, c’est que le même lot de particules est récupéré après chaque cycle et réutilisé », précise-t-il. « Et une fois chargé, le système offre une protection durable contre la recontamination pendant plusieurs heures. »
Parce que la quantité de nanoparticules d'or est si petite, leur coût est insignifiant, dit-il : le coût des matériaux est dominé par la poudre de silice et le boîtier en plastique.
Chiara Neto, de l'Université de Sydney, en Australie, se dit extrêmement impressionnée par la science et la nouvelle application des nanoparticules pour détruire les membranes cellulaires des agents pathogènes. « C'est un travail très intelligent et fantastique. »
