Selon la Banque mondiale, environ deux milliards de personnes dans le monde n’ont pas accès à des services d’eau potable gérés en toute sécurité. Parmi eux, 771 millions de personnes n’ont même pas accès aux services de base en eau potable. Des chercheurs de l'Université de Princeton ont développé un gel alimenté à l'énergie solaire qui purifie l'eau, ce qui pourrait potentiellement répondre à la crise mondiale de l'eau potable. Ce gel marque une avancée technologique initialement développée en 2021. Xiaohui Xu, chercheur postdoctoral à Princeton, a dirigé le développement dans son laboratoire. Xu a collaboré avec Nehemie Guillimaitre, étudiante diplômée en génie chimique et biologique, pour rédiger l'étude initiale.
Nouvelle technologie de purification de l’eau
Le gel solaire, connu sous le nom d’hydrogel, présente une structure semblable à une éponge qui absorbe l’eau sale et filtre les contaminants nocifs tels que les bactéries, les huiles, les sels et les microplastiques. Cet hydrogel comprend des polymères, de longues chaînes de molécules qui repoussent les polluants de sa surface. Structurellement, les molécules filiformes internes de l'hydrogel imitent les fibres interconnectées d'un fruit de luffa, une éponge à récurer courante dans la cuisine. Il absorbe, filtre et libère efficacement l'eau, nettoyant un gallon en moins de 10 minutes.
Tests et efficacité du gel
Alors que les précédents appareils de purification de l’eau nécessitaient une énergie importante, ce gel alimenté à l’énergie solaire se distingue comme étant peu coûteux, accessible et efficace, dépendant uniquement du soleil pour son énergie. Plus la température est élevée, plus le gel libère de l'eau rapidement, en raison de l'affaiblissement de l'adhérence des molécules du gel. À des températures de 33 degrés Celsius ou plus, le gel peut libérer plus de 70 % de l'eau absorbée en moins de 10 minutes. La structure fibreuse de cette technologie semblable à une éponge permet une vitesse de filtration et d'absorption remarquable.
Xu et son équipe de recherche ont testé l'efficacité du gel en le plaçant dans de l'eau contaminée par E. coli, une bactérie pouvant provoquer des maladies potentiellement mortelles. Une fois retiré de l’eau contaminée, le gel solaire a réussi à repousser toutes les bactéries.
Développement en cours et implications plus larges
Les chercheurs pensent que ce gel absorbant solaire, peu coûteux et facile à utiliser, pourrait être mis en œuvre à l’échelle mondiale pour aider les zones frappées par la pauvreté où l’accès à l’eau potable n’est pas fiable. L'eau sale provoque plus de 1,5 million de décès chaque année. L'équipe de Princeton continue de développer des prototypes domestiques et pense que le gel pourrait également être bénéfique dans les situations d'urgence.
La capacité du gel à rétrécir sous l'effet de la chaleur et à se dilater par temps froid pourrait améliorer la robotique en permettant aux machines de se déplacer et de se conformer de diverses manières. De plus, ce gel pourrait déshydrater des liquides comme le lait ou le jus d’orange, simplifiant ainsi les processus d’expédition et extraire l’eau du sang pour un stockage plus simple.
Les chercheurs visent à développer et à modifier la conception du gel alimenté à l’énergie solaire, en trouvant de nouvelles façons d’améliorer la technologie. « Grâce à nos travaux, nous avons pu montrer que la recherche fondamentale peut avoir un impact significatif sur la société », a déclaré Guillomaitre. « Idéalement, cette technologie pourrait un jour être utilisée par toute personne soucieuse de la qualité de son eau, quel que soit son lieu de résidence. »
Avoir hâte de
Le développement de la technologie du gel alimenté par l’énergie solaire à l’Université de Princeton présente un potentiel transformateur pour les efforts mondiaux de purification de l’eau. À mesure que cette innovation progresse vers une adoption plus large, elle promet d’améliorer considérablement l’accès à l’eau potable dans les communautés mal desservies du monde entier. Le perfectionnement et l’application continus de cette technologie pourraient annoncer une nouvelle ère de durabilité et de santé.
Jacob est basé à Raleigh, Caroline du Nord, États-Unis et se concentre sur la technologie et les solutions pour le projet Borgen.
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