Thèse : Non

25 août 2023

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par Sara-Lena Brännström, Université d'Umea

Les membranes artificielles jouent un rôle essentiel dans les soins de santé, le stockage de l'énergie et la récupération des ressources. Cependant, la fabrication n’est pas respectueuse de l’environnement. Dans une thèse de l’Université d’Umeå, Norafiqah Ismail du Département de chimie présente des solvants alternatifs qui surpassent les solvants toxiques traditionnels en termes de coût, de durabilité et de performances.

Grâce aux recherches révolutionnaires d'Ismail, il est désormais possible de produire des membranes artificielles plus écologiques grâce à des solvants jamais utilisés auparavant pour la fabrication de membranes.

"Ces membranes ne sont pas encore accessibles sur le marché mais ont été produites à l'échelle du laboratoire", précise Ismail.

Les membranes artificielles ont des applications diverses. Ils sont utilisés dans les reins et les poumons artificiels ainsi que dans différents types de batteries. Ces membranes adaptables contribuent également à la production d'énergie dans les piles à combustible, garantissent une eau propre grâce à une filtration avancée et facilitent une séparation efficace des gaz, comme la séparation du dioxyde de carbone. De plus, ils constituent un élément clé de la récupération des ressources.

Les membranes peuvent être constituées de polymères, de verre, de zéolite, de métal ou de matériaux composites. Parmi celles-ci, les membranes polymères dominent en raison de leur prix abordable, de leurs propriétés mécaniques et de leur facilité de production à grande échelle.

"Malgré leurs contributions significatives aux processus verts et aux objectifs de développement durable, la fabrication de ces matériaux incroyables n'est pas respectueuse de l'environnement. Par exemple, le solvant le plus populaire pour fabriquer des membranes, la N-méthylpyrrolidone (NMP), peut provoquer des troubles de la reproduction et a été restreint en Europe depuis mai 2020", précise Ismail.

De plus, les autres solvants les plus courants, comme le phtalate de dioctyle (DOP) sont identifiés comme cancérigènes pour l'homme, tandis que le phtalate de dibutyle (DBP) provoque potentiellement des malformations fœtales. Ces solvants nocifs présentent non seulement des risques pour la santé humaine, mais contribuent également aux dommages environnementaux en générant de grandes quantités d'eaux usées lors de la production de membranes, qui dépassent 50 milliards de litres par an. Ainsi, la recherche d’alternatives aux solvants respectueux de l’environnement revêt une importance considérable.

Dans sa thèse récemment publiée, Ismail a utilisé pour la première fois une analyse du cycle de vie pour évaluer la durabilité de la fabrication des membranes. Son analyse met en évidence la toxicité des solvants comme le principal obstacle à la production durable de membranes.

Faisant un pas en avant, elle présente trois familles de solvants à la fois moins chers, plus durables et plus performants que les solvants traditionnels et toxiques. Ces membranes nouvellement développées ont été utilisées à diverses fins, telles que le dessalement, la décontamination des eaux usées nucléaires et la purification de l'eau. Disposer d’une eau salubre et facilement accessible joue un rôle crucial dans la sauvegarde de la santé publique.

"Cette recherche n'a pas seulement des implications sociétales, mais elle est également importante pour les fabricants de membranes, en particulier compte tenu des limitations imposées à l'utilisation des solvants couramment utilisés en Europe", explique Ismail.

Plus d'information:Thèse : Fabrication durable de membranes utilisant des solvants plus écologiques

Fourni par l'Université d'Umea