L'eau sale chargée d'antibiotiques n'est pas seulement un déchet, c'est aussi une source d'énergie cachée. Des chimistes ont assemblé un matériau à partir de deux composants : des nanobâtonnets d'oxyde de titane (le pigment blanc des peintures et des crèmes solaires) et des nanofeuillets de nitrure de carbone. Séparément, chacun ne capte qu'une partie de la lumière solaire et perd rapidement son énergie, mais ensemble, ils fonctionnent comme un duo bien coordonné : l'un absorbe la lumière, l'autre évacue les électrons, les empêchant de revenir en arrière.
Sous une lumière solaire artificielle, cet hybride dégrade 98,2 % de l'amoxicilline — un antibiotique courant — en seulement 90 minutes. Dans la même eau, il libère de l'hydrogène, avec un taux une fois et demie supérieur à celui du nitrure de carbone pur, et deux fois supérieur à celui de l'oxyde de titane pur. Le secret réside dans la disposition particulière des niveaux d'énergie : les électrons excités ne se déplacent que dans un seul sens, comme sur un escalier dont les marches ont des hauteurs différentes.
Ce matériau peut également agir sur d'autres polluants : les colorants et différents antibiotiques. Au lieu de dépenser de l'énergie pour purifier l'eau, nous produisons en même temps du carburant. La lumière du soleil, l'eau et un peu de chimie transforment le problème des eaux usées en un double bénéfice.
L'amoxicilline est l'un des antibiotiques les plus prescrits au monde, et on en retrouve souvent des traces dans les rivières et les lacs où aboutissent les eaux usées.