Une catalyse biomimétique et recyclable

Une équipe du CEA-IBITECS a mis au point un système de catalyse mimant l’action d’une enzyme présente chez les bactéries et certains mammifères. Ce procédé est réalisé dans l’eau, sans oxydant autre que l’air ambiant, et se régénère lui-même. Une catalyse propre et durable.

La catalyse permet d’augmenter la vitesse d’une réaction. Ici, les chercheurs se sont intéressés à une réaction d’oxydation. Comment optimiser les procédés chimiques industriels polluants et coûteux ?

Dans le domaine de la catalyse, les scientifiques cherchent à obtenir des réactions chimiques à faible coût énergétique (à température ambiante, pression atmosphérique, etc.) et à générer aussi peu de déchets que possible.

Pour y arriver, une piste consiste à copier la nature, qui peut être très inventive pour réaliser des réactions d’oxydation efficaces.

Ces dernières sont à l’œuvre dans une enzyme très commune, l’amine oxydase, présente dans de nombreux organismes allant des bactéries aux mammifères en passant par les levures.

« Cette enzyme utilise un cofacteur et un centre métallique, explique Eric Doris, chercheur au CEA-IBITECS. Le premier est là pour réaliser la réaction d’oxydation et le second pour régénérer le premier. Ainsi, une boucle catalytique d’oxydation peut tourner sans fin, sans transformations ni pertes ».

Les chercheurs, inspirés par ce système auto-régénérant, l’ont reproduit dans leurs tubes à essais en remplaçant le centre métallique par des nanoparticules d’or et le cofacteur par un composé chimique de la famille des quinones. Les nanoparticules d’or sont ancrées à la surface d’un nanotube organique, fabriqué par des méthodes de chimie conventionnelles.

« Cette catalyse biomimétique est réalisée dans l’eau, à température ambiante. Elle ne demande aucune autre source d’oxydant que l’oxygène de l’air et permet la récupération puis la réutilisation du catalyseur sans perte d’activité », souligne le chimiste. Un pas vers un système catalytique idéal !

La catalyse permet d’augmenter la vitesse d’une réaction. Ici, les chercheurs se sont intéressés à une réaction d’oxydation.

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