Des nanoparticules dans la photocatalyse
La photocatalyse s'est imposée comme un moyen intéressant de promouvoir des transformations chimiques généralement obtenues au moyen de traitements coûteux. Elle peut contribuer à la réhabilitation et à la dégradation des polluants. Par ailleurs, la synthèse des composés offre d'autres applications utiles. Les photocatalyseurs sont des substances qui modifient la vitesse des réactions chimiques. La chlorophylle, par exemple, est un photocatalyseur naturel. Ce pigment vert aide les plantes à capturer la lumière du soleil pour transformer l'eau et le dioxyde de carbone en oxygène et en glucose. Les photocatalyseurs fabriqués par l'homme tels que les nanoparticules utilisent la lumière pour exciter les électrons de conduction. La petite taille des nanoparticules intensifie les champs électriques dans leur voisinage, facilitant la conversion de l'énergie solaire en énergie chimique. Les scientifiques du projet NANOPHOCAT (Nanoparticles as photocatalysts: Understanding their interaction with light), financé par l'UE, ont centré leurs activités sur les nanoparticules d'or et les nanoparticules à conversion ascendante. Le rapport surface/poids des particules augmente lorsque leur taille diminue, les nanomatériaux peuvent donc être particulièrement réactifs avec d'autres molécules. La première étape a consisté à déterminer la stratégie optimale de formation de nanoparticules à conversion ascendante, stables et dispersables dans l'eau. Les nanoparticules présentant des propriétés d'émission renforcées ont reçu divers pigments pour réaliser des nanomatériaux mixtes capables de produire de l'oxygène sous un éclairement dans l'infrarouge proche. Les nanomatériaux mixtes finaux se sont avérés particulièrement efficaces pour induire la mort de cellules cancéreuses. D'autre part, les scientifiques ont utilisé un nouveau protocole basé sur l'ablation au laser pour synthétiser des nanoparticules d'or dispersables dans l'eau. En l'absence de cations métalliques et de ligands organiques à chélation par métal, ces nanoparticules ont été recouvertes de cucurbiturile. Les nanoparticules d'or ultrapropres ont apporté un test de grande sensibilité pour détecter les biomarqueurs de tumeurs cancéreuses. D'autres applications sont envisagées dans le domaine des capteurs et biocapteurs. Toutefois, au terme du projet NANOPHOCAT, toutes les applications catalytiques n'avaient pas été explorées. De nombreuses recherches doivent encore être effectuées en raison du nombre élevé d'applications des photocatalyseurs à nanoparticules, dont la forte absorption de lumière permet de contrôler l'environnement et de traiter les substances chimiques fines.
Mots‑clés
Nanoparticules, photocatalyse, nanotechnologie, photocatalyseurs, NANOPHOCAT
