Les terres rares neutralisent les armes chimiques

10. février 2022 | Technologies

Les terres rares peuvent aider à rendre inoffensives les armes chimiques : des scientifiques canadiens ont présenté les résultats captivants de leurs recherches à ce sujet.

L’industrie de l’armement fait partie des multiples domaines où sont employées les terres rares. On les trouve par exemple dans les réacteurs, les lasers, les radars ou les systèmes de guidage des missiles. Mais à l’inverse, les matières premières peuvent agir sur le désarmement, comme le prouvent les recherches de l’Université Concordia au Canada. Elle a mis au point un agent composé de métaux de terres rares qui sous l’influence des ultraviolets peut neutraliser en quelques minutes les armes chimiques. Le groupe de travail, conduit par le doctorant Victor Quezada-Novoa et la directrice des recherches Ashlee Howarth, a publié ses conclusions dans le magazine Chemistry of Materials.

La classe de substances dites MOFs (« metal-organic frameworks », en français composés organométalliques), sert de base de recherches : ce sont des réseaux artificiels constitués de ions de métaux ou d’agrégats d’atomes, reliés par des molécules organiques, les « liants ». La structure ouverte, extrêmement poreuse, convient parfaitement pour pouvoir stocker et absorber du gaz. Les MOFs peuvent même rendre inoffensives des substances toxiques grâce à des réactions chimiques. C’est donc un outil idéal pour neutraliser les gaz de combat. Depuis bien longtemps déjà, la recherche se concentre sur la manière d’utiliser les MOFs dans le domaine militaire.

Un matériau novateur avec des propriétés extraordinaires

L’équipe de recherche de Concordia a développé un matériau qui, à son avis, se différencie de tous les MOFs précédents. Les liants à base de pyrène conglomèrent les molécules des terres rares qui génèrent une espèce activée de l’oxygène sous l’action des ultraviolets. Elle est capable de détruire le gaz moutarde, déclare Quezada-Novoa. L’espèce est désignée par RE-CU-10 (RE pour « Rare Earths » et CU pour « Concordia University ») et elle contient les métaux de terres rares yttrium et terbium.

Le gaz moutarde est un gaz de combat extrêmement corrosif et toxique, en fait du bisulfite, tristement connu par son emploi lors de la première guerre mondiale. Cette arme chimique est aujourd’hui encore stockée et utilisée. En laboratoire, l’espèce RE-CU-10 a prouvé sa grande efficacité de neutralisation de 23 millilitres d’un simulant de gaz moutarde. Dans ce but, une éprouvette de verre a été remplie avec du méthanol qui a ensuite été exposé aux ultraviolets. En un temps record de trois minutes et demie, la moitié du simulant de gaz moutarde a été neutralisée, et en totalité après 15 minutes.

Maintenant Quezada-Novoa, Howarth et son équipe espèrent pouvoir tester un jour leur MOF dans un environnement de laboratoire militaire. Un objectif souhaitable du fait qu’aujourd’hui encore d’importantes quantités de gaz moutarde existent dans le monde.

Photo: iStock/andrey shalari

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