L’usage croissant des nanotubes de carbone (CNTs) et une proposition d’interdiction de cette classe de matériaux dans l’Union Européenne soulignent la nécessité d’une approche mise à jour et standardisée pour évaluer les impacts humains et environnementaux des CNTs et des produits qui les contiennent, selon une nouvelle étude co-écrite par des chercheurs de l’Université Rice.
Plus de 5 000 tonnes de CNTs sont produites chaque année pour être utilisées dans les laboratoires de recherche et les industries commerciales. Grâce à leurs propriétés uniques, les CNTs sont utilisés dans diverses applications telles que les batteries, les matériaux de construction légers, les textiles fonctionnels, les appareils portables, et de plus en plus dans la recherche biomédicale.
« Les nanotubes de carbone peuvent avoir beaucoup moins de besoins en énergie et en matériaux, ainsi que moins de conséquences environnementales et sociales que d’autres matériaux, ce qui les rend idéaux pour la transition énergétique », a précisé Matteo Pasquali, co-auteur de l’article et titulaire de la chaire A.J. Hartsook d’ingénierie chimique et biomoléculaire et directeur du Rice’s Carbon Hub. « Par exemple, ils constituent la seule alternative crédible au cuivre et à l’aluminium pour l’électrification à grande échelle et à l’acier pour la construction à grande échelle. »
Un besoin de standardisation
« Alors que nous nous dirigeons vers une révolution de l’énergie et des matériaux propres et diversifiés, le domaine des matériaux avancés a besoin d’un chemin clairement défini basé sur la science en matière de mesure, d’identification, de classification et de rapport tout au long du cycle de vie du matériau, du développement à l’élimination, afin de pleinement échelonner les CNTs à travers les secteurs et les industries tout en bénéficiant également à la société et à l’environnement », a déclaré Rachel Meidl, chercheuse en énergie et durabilité à l’Institut Baker pour la politique publique de Rice et co-auteure de l’étude publiée dans la revue Nature Reviews Materials.
Des risques mal définis
En 2019, une organisation non gouvernementale de l’Union Européenne (UE) a ajouté les nanotubes de carbone à une liste de produits chimiques qu’elle estime « devraient être restreints ou interdits dans l’UE », citant des préoccupations provenant de certaines des nombreuses œuvres publiées qui ont étudié la toxicologie et la persistance environnementale des nanotubes de carbone.
Les auteurs de la nouvelle étude ont examiné comment les nanotubes de carbone ont été classés chimiquement, compte tenu de leurs nombreuses formes diverses et des façons de les traiter, de les modifier ou de les utiliser. Les résultats des études de toxicologie et environnementales variaient largement, en fonction de ces différentes formes de nanotubes de carbone et de la manière dont les études étaient menées.
« Les études toxicologiques menées dans les premiers temps ont donné des résultats contrastés et ne sont plus applicables à la nouvelle génération de matériaux, dont la structure, la pureté et la forme macroscopique sont beaucoup mieux contrôlées », a poursuivi Matteo Pasquali. « La normalisation des classifications des CNTs est nécessaire pour séparer le bon grain de l’ivraie, afin que les décideurs politiques puissent minimiser les risques pour les travailleurs et les consommateurs tout en créant une certitude réglementaire pour l’industrie, les chercheurs et le grand public. »
En synthèse
Les auteurs recommandent la construction d’un cadre complet pour classer, caractériser et évaluer les impacts potentiels sur la santé, l’environnement et la sécurité des CNTs, car cela aurait un impact positif sur la recherche et l’industrie. Ces tâches fourniront aux décideurs les outils basés sur les données pour réglementer sélectivement les sous-ensembles de CNTs jugés à haut risque, tout en garantissant que toutes les restrictions sur la synthèse, la production, la fabrication, l’utilisation, le transport et l’élimination sont basées sur la science et minimisent les perturbations dans le domaine émergent des nanomatériaux de carbone.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que les nanotubes de carbone ?
Les nanotubes de carbone sont des structures cylindriques composées d’atomes de carbone. Ils sont utilisés dans diverses applications en raison de leurs propriétés uniques.
Pourquoi une standardisation est-elle nécessaire ?
Une standardisation est nécessaire pour évaluer de manière précise et uniforme les impacts potentiels sur la santé et l’environnement des CNTs et des produits qui les contiennent.
Quels sont les risques associés aux CNTs ?
Les risques associés aux CNTs dépendent de leur forme et de la manière dont ils sont traités, modifiés ou utilisés. Les résultats des études varient largement.
Quelle est la position de l’Union Européenne sur les CNTs ?
En 2019, une organisation non gouvernementale de l’UE a proposé d’ajouter les CNTs à une liste de produits chimiques à restreindre ou à interdire, citant des préoccupations environnementales et toxicologiques.
Quelles sont les recommandations des auteurs de l’étude ?
Les auteurs recommandent la construction d’un cadre complet pour classer, caractériser et évaluer les impacts potentiels sur la santé, l’environnement et la sécurité des CNTs.
Références
Meidl, R., Heller, D., Pasquali, M. et al. (2023). Human and environmental safety of carbon nanotubes across their life cycle. Nature Reviews Materials. s41578-023-00611-8
