Élimination de l’ampicilline par un nanomatériau avancé : que représentons-nous pour les pays en développement ?

Un nanomatériau nouveau et peu coûteux pour éliminer les antibiotiques : une solution pour les pays en développement

La pollution de l’environnement est l’un des problèmes les plus pressants d’aujourd’hui : elle menace la biodiversité, accélère le changement climatique et entraîne bien d’autres conséquences que les humains doivent supporter. Éduquer la jeune génération à la protection de l’environnement est une solution pour protéger l’environnement de demain. La pollution de l’environnement est un problème qui ne touche pas une seule région, mais partout, dans les zones rurales, urbaines, montagneuses et côtières, en particulier les sources d’eau. La décontamination des antibiotiques dans les sols et les eaux de surface du milieu naturel est l’une des questions émergentes. En outre, il a été démontré qu’une augmentation de la consommation de protéines animales dans les pays en développement a entraîné une résistance aux antibiotiques et la présence de résidus d’antibiotiques dans les produits alimentaires. Ce travail présente une étude aisée des caractérisations physico-chimiques d’un nanomatériau magnétique Fe/NH2/SiO2 (FNS), fabriqué par la méthode de précipitation et par simple greffage de silice aminée, et son application à l’élimination de la β-lactamine ampicilline (AMP) en solution. Pour observer la chimie de surface et les propriétés physico-chimiques du FNS, on a eu recours à la combinaison de diverses techniques, telles que la microscopie électronique à balayage (MEB-EDX), la MET, la DRX et la valeur d’aimantation à saturation (Ms). Les résultats obtenus par la méthode d’absorption UV-Vis et par le calcul du potentiel zêta ont indiqué que les rendements d’adsorption de l’AMP par le FNS étaient stables et souhaitables dans des solutions à pH acide, et à une température optimale de 30 °C.

Ce travail a été mené et examiné à la VNU University of Education (UEd), Hanoï, Viêt Nam, au sein du groupe de recherche des auteurs correspondants, le professeur Eldon R. Rene4,*, et le Dr Hoang Thu Ha1,*, Tran Dinh Minh1,*, avec d’autres coauteurs : Ta Minh Trang2, Vu Dang Hoang Hiep2, Tran Long Vu2, Le Anh Duc3, Kim Thang Long5. 1,*VNU University of Education (UEd), Hanoï, Viêt Nam ; 2High School for Gifted Students (HSGS), VNU University of Science ; 3Cau Giay High School, Hanoï, Viêt Nam ; 4,*UNESCO-IHE, Institute for Water Education, Delft, Pays-Bas ; 5Hanoi-Amsterdam High School for the Gifted, Hanoï, Viêt Nam. Les auteurs ont synthétisé le FNS à partir de deux sels de fer, Fe3+ et Fe2+. Ensuite, de l’ammoniaque a été ajoutée au système, ce qui a élevé le pH jusqu’à 11. Puis le polymère APTMS a été lié à l’oxyde de fer pour former du Fe/NH2 à l’aide d’un sonicateur. Par ailleurs, l’oxyde de fer aminé a été relié au Si2O pour former le produit final : le FNS. L’AMP est une sorte de bêta-lactamine, du groupe des pénicillines A. Sa structure comporte plusieurs atomes d’azote dans des groupes amine tels que NH2.

Comme on peut le voir sur la figure : (a) pourcentages d’élimination de l’AMP pour divers rapports (p/p %) de FNS synthétisé (conditions : C0 : 20 ppm, m FNS : 20 mg, temps : 20-45 °C, pH = 4 et V : 20 mL), et (b) courbe du modèle de Langmuir de l’isotherme d’adsorption de l’AMP (concentration comprise entre 20 et 150 mg/L, temps = 140 min à température ambiante). La température optimale s’est révélée être de 30 °C, et l’adsorption suivait bien l’équation de Langmuir. Dans ce travail, l’adsorption de l’AMP sur le FNS en milieu aqueux a été examinée avec différents rapports d’oxyde de fer et de SiO2 modifié par des amines. Le FNS pourrait être proposé comme matériau efficace pour l’élimination des antibiotiques en solution, au regard de son rendement maximal d’adsorption et de sa fabrication aisée.

Auteur : Tran Dinh Minh, Ph.D.

Directeur adjoint du département des affaires politiques et étudiantes ;

Département de technologie éducative ;

Secrétaire de l’Union de la jeunesse communiste Hô Chi Minh ; High School of Education Sciences (HES) ;