Les particules PM2,5 (Particulate Matter) présentent un diamètre inférieur à 2,5 µm. On entend souvent parler d’elles, ainsi que des particules PM10, lors des épisodes et pics de pollution atmosphérique. Les PM2,5, surtout, sont très dangereuses pour la santé étant donné que leur extrême finesse leur permet de pénétrer très facilement au plus profond de nos voies respiratoires. Les voiles de nanofibres obtenues selon le procédé meltblown ne permettent pas de filtrer ces particules PM2,5. Par ailleurs, les voiles de nanofibres générés par électrospinning se révèlent être insuffisamment résistants d’un point de vue mécanique aux forces extérieures.
Dans cette étude, les chercheurs asiatiques proposent de combiner les deux technologies afin d’élaborer un nouveau média filtrant efficace, avec une structure fibreuse hiérarchique, pour piéger les particules PM2,5. Ils ont associé un voile meltblown de polypropylène (PP) à un voile issu d’électrospinning à base d’alcool polyvinylique (PVA) et de ZIF-8 (Zeolite Imidazole Framework 8). La ZIF-8 est une structure organométallique poreuse (MOF, Metal-Organic Framework) qui possède des cages de type sodalite avec une ouverture étroite (0,34 µm), une surface spécifique de 1900 m2/g et une thermostabilité de 450°C. Les MOFs, qui sont composées d’ions métalliques liés à des ligands organiques ou à des complexes organométalliques dans des réseaux cristallins, sont des structures, de très grande porosité et à très grande surface spécifique, initialement créées pour le stockage et la séparation de gaz, mais qui trouvent également des applications dans le monde des biotechnologies et du biomédical.
En combinant ces deux voiles, les auteurs sont parvenus à atteindre une efficacité de filtration des PM2,5 de 96,5 % avec une membrane composite PP/PVA dopée à 2,5 % de ZIF-8. Il est intéressant de souligner que le facteur de qualité de cette membrane (Qf = 0,099 / Pa) est 11 fois supérieur à celui d’une membrane PP obtenue par voie meltblown et 3 fois supérieur à celui d’une membrane PP/PVA. Cette membrane, dont le coût de production est relativement faible, présente une ténacité de 33,34 N.
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Date : 10/2020