Parmi la longue liste de superpuissances du graphène, filtrer l’eau peut être l’une des plus directement bénéfiques. Aujourd’hui, une équipe de scientifiques australiens a démontré l’efficacité d’une forme de graphène spécialement conçue pour purifier l’eau avec un test assez difficile : le filtre a rendu l’eau du port de Sydney potable en une seule étape.

En plus d’être un conducteur de chaleur et d’électricité extrêmement puissant et performant, le graphène s’est avéré être un filtre à eau efficace. Ces dispositifs pourraient prendre la forme de feuilles de biofilm flottant sur l’eau sale ou salée, qui absorbent et purifient l’eau. D’autres méthodes incluent une membrane d’oxyde de graphène qui peut filtrer même les plus petits sels hors de l’eau sans entraver le flux.

Le tout dernier système de filtre à eau en graphène a été fabriqué à l’aide d’un matériau appelé «Graphair», développé l’année dernière par une équipe du CSIRO en Australie. Le graphène est normalement créé en utilisant un processus de dépôt chimique en phase vapeur à haute intensité énergétique sur des substrats métalliques, mais le Graphair est fabriqué à partir d’huile de soja, un matériau peu coûteux et renouvelable.

Dans la nouvelle étude, l’équipe a enduit un filtre à eau commercial avec un film mince de Graphair, qui contient des nanocanaux microscopiques qui bloquent les contaminants tout en permettant à l’eau de passer à travers. Pour vraiment le mettre à l’épreuve, ils ont fait passer des échantillons d’eau du port de Sydney, très pollué, à travers ces filtres, certains avec une couche de Graphair et d’autres sans. Après un seul passage, les filtres Graphair ont purifié l’eau à un standard buvable.

Un échantillon du matériau graphène « Graphair » développé par le CSIRO

«Dans Graphair, nous avons trouvé un filtre parfait pour la purification de l’eau», explique Dong Han Seo, auteur principal d’un article décrivant le projet. «Il peut remplacer les processus complexes, chronophages et en plusieurs étapes dont nous avons besoin en une seule étape: Tout ce qui est nécessaire est de la chaleur, notre graphène, un filtre à membrane et une petite pompe à eau.

Les filtres Graphair ont également réussi à maintenir leur taux de filtration plus longtemps. L’un des principaux problèmes avec les filtres ordinaires est que le matériau indésirable a tendance à s’accumuler sur la membrane, ralentissant éventuellement la vitesse à laquelle l’eau peut passer. Dans ces tests, l’équipe a constaté qu’après 72 heures, les filtres dans le groupe témoin étaient seulement moitié moins efficaces qu’ils l’avaient été initialement. Les filtres Graphair ne présentaient pas ce problème, avec des membranes de 4 cm2 traitant environ 0,5 litre par jour.

Les chercheurs disent qu’ils espèrent commencer les essais sur le terrain des filtres à eau Graphair dans les pays en développement l’année prochaine. À long terme, la technologie pourrait être étendue pour nettoyer l’approvisionnement en eau d’une maison ou d’une ville et pourrait éventuellement être utilisée pour filtrer l’eau de mer et les eaux usées industrielles à grande échelle.

https://www.csiro.au/en/News/News-releases/2018/Tiny-membrane-makes-Sydney-Harbour-drinkable

https://www.nature.com/articles/s41467-018-02871-3