Une étude, dont les résultats intitulés «Confined water radiolysis in aluminosilicate nanotubes: the importance of charge separation effects†» ont été publiés dans la revue Nanoscale, a permis de montrer que des nanotubes d'aluminosilicates (imogolites) possèdent un potentiel intéressant pour la photocatalyse de sorte que ces semi-conducteurs activables par la lumière pourraient être fonctionnalisés pour dépolluer l'eau, tout en respectant l'environnement.

Relevons tout d'abord que «quand un semi-conducteur absorbe des photons énergétiques, des paires électron-trou sont créées dans le matériau et génèrent à sa surface des radicaux libres susceptibles de réagir avec des molécules environnantes». Il s'agit là du principe de la photocatalyse, qui «peut cependant être contrariée par la recombinaison rapide des paires électron-trou».

Dans ce contexte, l'étude ici présentée s'est focalisée sur «un imogolite (OH)₃Al₂O₃Si(OH) (un aluminosilicate naturellement présent dans les sols volcaniques) synthétisé sous forme de nanotubes de diamètres très homogènes (2-3 nm), tapissés de groupes hydroxyle hydrophiles (OH) en surface». Les expériences de radiolyse pulsée picoseconde en présence d'eau ont permis de mettre en évidence «la séparation spontanée des charges (électrons et trous) formées sous rayonnement et la production d'hydrogène associée».

En outre, «des simulations numériques suggèrent que la très forte courbure des nanotubes facilite la séparation des charges car elle induit un champ électrique dans la paroi des nanotubes qui fait migrer les électrons vers l'extérieur et les trous vers l'intérieur des nanotubes».

Au bout du compte, ces observations «ouvrent la voie au développement de photocatalyseurs économiques», car les imogolites peuvent «être produits à faible coût, sans dommage pour l'environnement, et leur surface peut être fonctionnalisée pour traiter différents types de polluants, tant hydrophiles qu'hydrophobes».