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Des membranes en graphène pour contrôler l'écoulement de l'eau

Des chercheurs de l’Université de Manchester ont réussi à contrôler des flux d'eau en utilisant des membranes d’oxyde de graphène parcourues par des filaments conducteurs.

Jusqu’à maintenant, les recherches concernant la perméation de l’eau à travers des membranes s’est surtout intéressée aux membranes de polymères et a tourné ses efforts « vers la modulation de la structure de la membrane ou les propriétés physico-chimique de sa surface pour faire varier le pH, la température ou la force ionique », expliquent les chercheurs dans le résumé de leur article paru dans Nature.

On ne maîtrise pas aujourd’hui les phénomènes qui peuvent se produire aux abords d’une membrane soumise à des champs électriques. Le contrôle électrique de la perméation d’une membrane a, pour le moment, donné des résultats contradictoires, tant d’un point de vue théorique que dans les expériences de simulation.

Les chercheurs ont testé, sur des membranes d’oxyde de graphène d’épaisseur de l’ordre du micromètre, la création de champs électriques locaux via des nano-filaments conducteurs intégrés à la membrane et dans lesquels on peut faire circuler un courant électrique à la demande. Les membranes d’oxyde de graphène ont déjà montré des propriétés de passage ultra-rapide de l’eau ou de filtrage moléculaire – notamment pour la désalinisation – et ont ouvert de nouvelles perspectives pour des systèmes de filtration, y compris à l’échelle industrielle.

Les chercheurs expliquent que lorsque le champ électrique est créé, il se concentre autour des nano-filaments et ionise les molécules d’eau qui sont alors bloquées au sein de la membrane. Le phénomène s’arrête dès que l’on arrête le courant. Ce contrôle du passage du flux d’eau ouvre la voie au développement de membranes contrôlables pour des systèmes biologiques artificiels, pour l’ingénierie tissulaire et pour la filtration. A partir de ce principe, on pourrait aussi imaginer des systèmes de stockage de l’eau dans des membranes sous forme d’éponge et qui relarguerait l’eau sur commande.

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

The University of Manchester

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