Des nanoparticules magnétiques « rouillées » extraient les œstrogènes de l’eau

Aug 16, 2023

Les nanoparticules d'oxyde de fer (dont une illustrée, orange) recouvertes de molécules d'acide phosphonique (gris) peuvent capturer les hormones œstrogènes (vertes) des échantillons d'eau.

Dustin Vivod et Dirk Zahn/Centre de chimie informatique/Université Friedrich Alexander d'Erlangen-Nuremberg

Par Skyler Ware

16 août 2023 à 5h00

Une nouvelle « rouille intelligente » pourrait un jour aider à éliminer les polluants des cours d’eau, laissant derrière elles une eau plus propre.

Les chercheurs ont orné de minuscules particules d’oxyde de fer, mieux connues sous le nom de rouille, de molécules « collantes » qui s’accrochent aux œstrogènes et aux hormones similaires présentes dans les échantillons d’eau. Un aimant peut alors éliminer à la fois les particules et les polluants piégés de l'eau, rapporte le scientifique des matériaux Lukas Müller le 16 août à San Francisco lors d'une réunion de l'American Chemical Society.

La nouvelle technologie pourrait potentiellement limiter les effets nocifs de l’excès d’œstrogènes sur les animaux, en particulier ceux qui vivent dans les cours d’eau.

Grâce aux nanoparticules, « nous sommes capables… de nettoyer des types très différents de polluants environnementaux », explique Müller, de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg en Allemagne.

Les hormones œstrogènes pénètrent généralement dans les cours d'eau par les déchets humains et d'autres animaux (SN : 1/2/02). Même de faibles concentrations peuvent avoir des effets chroniques nocifs sur la vie aquatique, comme des cas plus fréquents de cancer ou de problèmes de reproduction, explique Konrad Wojnarowski, biologiste à la Ludwig-Maximilians-Universität München qui n'a pas participé à l'étude. Les usines de traitement des eaux usées peuvent éliminer certaines hormones œstrogènes, dit-il, mais le processus n'est ni bon marché ni économe en énergie.

Pour l'instant, « nous n'avons pas encore de moyen idéal de lutter contre la pollution par les œstrogènes dans l'environnement », mais les nanoparticules pourraient aider, dit Wojnarowski.

Pour construire les particules captant les œstrogènes, Müller et Marcus Halik, également chimiste à la Friedrich-Alexander-Universität, se sont appuyés sur leur expérience antérieure dans la conception de nanoparticules d'oxyde de fer capables de capter d'autres types de polluants comme l'huile ou les herbicides (SN : 25/07/08). ). Les minuscules noyaux d’oxyde de fer mesurent chacun environ 10 nanomètres de diamètre. Chaque noyau est ensuite recouvert de molécules d'acide phosphonique, qui agissent comme des poils collants qui ramassent les contaminants.

La nouvelle version des nanoparticules cible spécifiquement les œstrogènes en incluant deux types d'acide phosphonique. L'un d'entre eux est long, repousse l'eau et s'attache à la partie chargée de manière neutre de la molécule d'œstrogène. L’autre est chargé positivement pour attirer les parties des hormones œstrogènes qui portent une légère charge négative.

La rouille intelligente a éliminé une grande partie des œstrogènes des petits échantillons d’eau préparés en laboratoire, ont découvert les chercheurs. Leur prochaine étape consiste à tester les nanoparticules sur des échantillons provenant de cours d’eau réels.

Et l’équipe étudie exactement comment les molécules situées à la surface des nanoparticules saisissent et retiennent les œstrogènes à l’échelle atomique. Grâce à ces informations, dit Halik, ils peuvent améliorer encore davantage la liaison des œstrogènes.

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L. Müller et M. Halik. Rouille intelligente pour nettoyer l'eau des hormones. Réunion de l’American Chemical Society, 16 août 2023, San Francisco.

Skyler Ware était le boursier AAAS Mass Media Fellow 2023 de Science News. Elle est doctorante en cinquième année. étudiante à Caltech, où elle étudie les réactions chimiques qui utilisent ou créent de l'électricité.

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