Des chercheurs de l'ICMM-CSIC créent des nanofleurs magnétiques en oxyde de fer qui capturent les nanoplastiques de PET et les transforment en matériaux pour dépolluer l'eau, ouvrant la voie à une économie circulaire.
Du plastique qui pollue l'eau à l'outil qui aide à la nettoyer. Des chercheurs de l'Institut des sciences des matériaux de Madrid (ICMM), du CSIC, ont mis au point des nanoparticules d'oxyde de fer en forme de fleur capables de capturer des nanoplastiques, des fragments mille fois plus petits qu'un microplastique, issus du PET, l'un des matériaux les plus courants dans les bouteilles, les emballages et les vêtements en polyester. L'étude est publiée dans la revue Chemical Engineering Journal.
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Le secret, c'est la forme. "L'oxyde de fer est un matériau magnétique qui permet de piéger de nombreux contaminants à la fois. De plus, sa structure en nanofleurs fait que les particules possèdent plusieurs noyaux qui coopèrent pour améliorer leurs propriétés magnétiques", explique Álvaro Gallo-Córdova, chercheur à l'ICMM-CSIC et l'un des principaux auteurs du travail, avec Rafael Herrera-Aquino et María del Puerto Morales.
Des microplastiques du maquillage aux nanoplastiques issus du PET
Ce n'est pas la première fois que ces particules démontrent leur utilité : en 2024, elles avaient déjà permis d'extraire et de dégrader des microplastiques de 0,001 à 5 millimètres, provenant de produits cosmétiques. Le changement se joue désormais à une tout autre échelle. Les nanoplastiques font un milliardième de mètre, soit mille fois moins que ces microplastiques.
"Une fois leur durée de vie terminée, une grande partie des plastiques PET finit dans l'environnement, où la lumière du soleil et l'usure physique agissent comme du papier de verre qui les broie et les transforme en nanoplastiques, une sorte de poussière extrêmement fine qui contamine nos sols et nos ressources en eau", ajoute Gallo-Córdova.
Un seul gramme de ces nanofleurs magnétiques peut capturer jusqu'à 10 000 milligrammes de nanoplastiques, un chiffre que l'équipe elle-même décrit comme inédit jusqu'à présent.
Le polluant qui aide à en nettoyer d'autres
Le travail ne s'arrête pas à la capture. Une fois les nanoplastiques piégés, l'équipe les transforme en un matériau magnétique capable d'extraire des métaux lourds ou des colorants organiques de l'eau, et même de participer à des processus de dégradation catalytique.
"Après avoir capturé les nanoplastiques grâce à nos nanoparticules magnétiques, nous les valorisons en matériaux fonctionnels, en transformant un déchet polluant en une nouvelle matière première dans une optique d'économie circulaire", résume le chercheur. Autrement dit : ils utilisent le déchet lui-même pour éliminer une autre forme de pollution, en donnant une seconde vie à quelque chose qui finirait normalement à la poubelle.
Le procédé consomme très peu d'énergie, car le chauffage magnétique agit de manière localisée, précisément à la surface des nanoparticules, sans qu'il soit nécessaire de chauffer toute l'eau.
Et la performance tient dans la durée : après cinq cycles, les nanofleurs ont conservé 88 % de leur capacité dépolluante et ont relargué dans l'eau moins de 0,82 % du fer qu'elles contenaient au départ, ce qui confirme qu'elles sont stables, réutilisables et sûres. L'équipe de l'ICMM-CSIC vise désormais le traitement avancé des eaux comme prochain terrain d'application de cette technologie.