Des masques au graphène pour renforcer la protection contre les coronavirus

Depuis sa découverte au Royaume-Uni en 2004, le graphène - une couche unique d'atomes de carbone étroitement liés dans un réseau hexagonal en nid d'abeille - a été utilisé dans un nombre croissant d'applications. Aujourd'hui, les scientifiques de la City University of Hong Kong (CityU) ont utilisé ce que l'on appelle le "matériau miracle" pour mettre au point un masque facial antibactérien qui a le potentiel de combattre le Covid-19 rapidement, à moindre coût et de manière durable.

Les résultats ont été publiés dans la revue scientifique ACS Nano. Utilisés dans le monde entier, les masques chirurgicaux ordinaires sont un moyen important d'arrêter la propagation de Covid-19. Cependant, les particules virales peuvent encore se déposer et survivre sur ces masques, ce qui signifie que si on les touche ou si on les élimine de manière inappropriée, elles peuvent encore provoquer une infection.

Une équipe de recherche du département de chimie de la CityU (avec d'autres partenaires), dirigée par le professeur assistant Dr. Ye Ruquan, a maintenant mis au point un masque fabriqué avec du graphène induit par laser. Celui-ci a déjà montré des propriétés antibactériennes importantes et pourrait avoir un potentiel contre les coronavirus. Lors d'expériences avec deux types de coronavirus humains, les masques ont désactivé 90 % des particules virales à la lumière du soleil en cinq minutes seulement et 100 % en dix minutes. En plus de ses propriétés antibactériennes, le graphène génère également de la chaleur lorsqu'il est exposé à la lumière, ce qui facilite le processus de décontamination. A déclaré le Dr Ye :

"Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer la raison exacte de la nature antibactérienne du graphène. Elle pourrait être liée aux dommages causés aux cellules bactériennes par les arêtes tranchantes du graphène, et peut-être aussi aux effets de déshydratation induits par les propriétés hydrofuges du graphène"

Production innovante

L'un des aspects les plus innovants du nouveau masque est la manière dont le graphène utilisé est produit. Les méthodes conventionnelles de production du graphène ont généralement un faible contrôle sur la forme du produit et nécessitent des conditions de température élevées et de longues voies de synthèse, ce qui entraîne des coûts élevés.

En revanche, la production de graphène induit par laser est bon marché et facile. En faisant passer un laser sur une surface de 100 cm² d'un matériau contenant du carbone comme la cellulose ou le papier pendant seulement 90 secondes, on peut créer le graphène nécessaire à la couche externe ou interne du masque, en utilisant une faible quantité d'énergie et sans produits chimiques. L'ajustement de la puissance du laser permet de contrôler la taille des pores du graphène, ce qui donne aux masques une respirabilité similaire à celle des masques chirurgicaux. A déclaré le Dr Ye :

"Je pense que la rationalisation de la production devrait être simple et que le prix de chaque masque devrait se situer entre celui d'un masque chirurgical et celui d'un masque N95. De plus, les masques en graphène induit par laser sont à la fois réutilisables et biodégradables, ce qui réduit l'impact des masques jetables non biodégradables"

Les prochaines étapes

La prochaine étape pour l'équipe de recherche est d'évaluer l'efficacité antivirale des masques au graphène et de développer une stratégie de production. L'équipe envisage de mettre le masque sur le marché peu de temps après que les tests aient été certifiés. Le Dr. Ye a expliqué :

"Nous sommes en contact avec un fabricant du continent qui produit des masques lavables. Nous avons décidé d'utiliser un mélange de graphène et de tissu car le graphène pur est plus difficile à mettre à l'échelle, et nous testons actuellement des prototypes"