Des nettoyeurs biodégradables munis de tentacules à la chasse aux microplastiques en pleine mer

Les particules souples et ramifiées fabriquées à partir de chitosane biodégradable peuvent nager et collecter des microplastiques pendant 30 minutes dans l’eau, puis remonter à la surface pour être récupérées une fois leur travail terminé.

Par l’équipe d’Anthropocene Magazine (Öffnet in neuem Fenster)

Les microplastiques, des morceaux de plastique de moins de 5 millimètres, polluent les cours d’eau et les océans du monde entier. Ils se retrouvent dans l’environnement après s’être détachés des vêtements (Öffnet in neuem Fenster) et des pneus (Öffnet in neuem Fenster). Ils proviennent également des engrais (Öffnet in neuem Fenster) ainsi que des sacs et bouteilles en plastique jetés à la poubelle, qui se désintègrent en petites particules.

Le ramassage de ces minuscules morceaux de plastique est un défi majeur auquel l’humanité est aujourd’hui confrontée. Une équipe de recherche a mis au point de micronettoyeurs dotés de dizaines d’appendices souples en forme de tentacules qui peuvent nager activement dans l’eau et capturer les microplastiques. Une fois leur travail accompli, ils remontent à la surface pour être récupérés.

Une façon d’éliminer les microplastiques des plans d’eau consiste à utiliser des membranes filtrantes. Or, ces méthodes traditionnelles de purification de l’eau « ne sont ni pratiques ni rentables pour éliminer les microplastiques de grands volumes d’eau ou d’un environnement ouvert », écrivent l’ingénieur chimiste et biomoléculaire Orlin Velev et ses collègues de l’Université d’État de Caroline du Nord (NCSU) dans Advanced Functional Materials (Öffnet in neuem Fenster).

Pour piéger les microplastiques de manière plus originale, l’équipe de recherche a étudié de minuscules moteurs autopropulsés. Cela dit, beaucoup de ces micromoteurs reposent sur des réactions chimiques qui nécessitent des combustibles tels que le peroxyde d’hydrogène. De plus, ils doivent être activement collectés après utilisation.

L’équipe de la NCSU a donc fabriqué des micronettoyeurs plus faciles à utiliser. Elle s’est servie de matériaux appelés colloïdes dendritiques mous (CDM). Il s’agit de particules ramifiées et souples qui peuvent adhérer à presque toutes les surfaces, même dans l’eau salée. Elles peuvent être fabriquées à partir de divers polymères. Dans le cas présent, l’équipe a opté pour le chitosane, un polymère biodégradable fabriqué à partir de la chitine, le glucide qui forme la carapace des crustacés.

On façonne de petites boulettes de CDM séchées, dont on imprègne un côté à l’aide d’une huile végétale. Lorsque les boulettes sont plongées dans l’eau, l’huile crée une tension superficielle plus faible sur un côté et pousse la boulette vers l’avant. Au fur et à mesure que la boulette avance, les CDM qu’elle contient se séparent et se répandent pour descendre dans l’eau et chasser les microplastiques.

Les micronettoyeurs contiennent également de petites particules de magnésium enrobées de gélatine. Lorsque les CDM descendent et capturent les microplastiques, la gélatine se dissout lentement dans l’eau. Cela expose le magnésium, qui réagit avec l’eau, créant des bulles. Les bulles font remonter les CDM à la surface « en ramenant les particules de plastique capturées dans un mélange dense et visqueux », explique Haeleen Hong, auteure principale de l’article.

Ce mélange peut être écumé à la surface pour éliminer les particules chargées de microplastiques. Dans l’article, l’équipe montre que les particules peuvent nager et collecter des microplastiques pendant 30 minutes.

Source : Haeleen Hong et coll., « Designing of Self-Dispersing Soft Dendritic Microcleaners for Microplastics Capture and Recovery », Advanced Functional.

Article original en anglais : https://www.anthropocenemagazine.org/2025/04/tiny-tentacled-cleaners-hunt-microplastics-in-open-water/ (Öffnet in neuem Fenster)

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Anthropocène est la version française d’Anthropocene Magazine (Öffnet in neuem Fenster). La traduction française des articles est réalisée par le Service de traduction de l’Université Concordia (Öffnet in neuem Fenster), la Durabilité à l’Ère Numérique (Öffnet in neuem Fenster) et le pôle canadien de Future Earth (Öffnet in neuem Fenster).