Ingrediente comune și ieftine pot descompune unele „substanțe chimice pentru totdeauna

Există o nouă modalitate de a descompune „substanțele chimice veșnice” dăunătoare, spun oamenii de știință.

Substanțele perfluoroalchilice și polifluoroalchilice, cunoscute și sub numele de PFAS, se găsesc în tigăile antiaderente, în țesăturile hidrofuge și în ambalajele alimentare și sunt omniprezente în tot mediul înconjurător. Ele sunt supranumite substanțe chimice veșnice pentru capacitatea lor de a rămâne și de a nu se descompune. În parte, acest lucru se datorează faptului că PFAS au o legătură foarte puternică între atomii lor de carbon și de fluor (SN: 6/4/19). Acum, folosind puțină căldură și doi compuși relativ obișnuiți, cercetătorii au degradat în laborator un tip major de substanță chimică pentru totdeauna, raportează echipa în revista Aug. 19 Science. Această lucrare ar putea ajuta la deschiderea drumului către un proces de descompunere a anumitor substanțe chimice veșnice în scopuri comerciale, de exemplu prin tratarea apelor reziduale.

„Cunoașterea fundamentală a modului în care materialele se degradează este cel mai important lucru care reiese din acest studiu”, a declarat chimistul organic William Dichtel într-o conferință de presă din 16 august.

În timp ce unii oameni de știință au găsit modalități relativ simple de descompunere a PFAS selecționate, majoritatea metodelor de degradare necesită procese dure, cu consum mare de energie, care utilizează presiune intensă – în unele cazuri peste 22 megapascali – sau temperaturi extrem de ridicate – uneori peste 1000⁰ Celsius – pentru a rupe legăturile chimice (SN: 6/3/22).

Dichtel, de la Universitatea Northwestern din Evanston, Illinois, și echipa sa au experimentat cu două substanțe care se găsesc în aproape fiecare cabinet de laborator de chimie: hidroxidul de sodiu, cunoscut și sub numele de leșie, și un solvent numit dimetil sulfoxid sau DMSO. Echipa a lucrat în special cu un grup de substanțe chimice pentru totdeauna numite PFCA, care conțin acid carboxilic și constituie un procent mare din toate PFAS. Unele dintre aceste tipuri de substanțe chimice veșnice se găsesc în hainele rezistente la apă.

Atunci când echipa a combinat PFCA cu leșia și DMSO la 120⁰ C și fără a fi nevoie de presiune suplimentară, acidul carboxilic a căzut de pe substanța chimică și a devenit dioxid de carbon într-un proces numit decarboxilare. Ceea ce s-a întâmplat în continuare a fost neașteptat, a spus Dichtel. Pierderea acidului a dus la un proces care a făcut ca „întreaga moleculă să se destrame într-o cascadă de reacții complexe”. Această cascadă a implicat etape care au degradat restul substanței chimice în ioni de fluorură și produse mai mici care conțin carbon, fără a lăsa în urmă practic niciun produs secundar dăunător. .

„Este o metodă îngrijită, este diferită de alte metode care au fost încercate”, spune Chris Sales, un inginer de mediu de la Universitatea Drexel din Philadelphia, care nu a fost implicat în studiu. „Cea mai mare întrebare este: cum ar putea fi adaptată și extinsă?”. Northwestern a depus un brevet provizoriu în numele cercetătorilor.

Înțelegerea acestui mecanism este doar un pas în anularea substanțelor chimice pentru totdeauna, a declarat echipa lui Dichtel. Și este nevoie de mai multe cercetări: Există alte clase de PFAS care necesită propriile soluții. Acest proces nu ar funcționa pentru a aborda PFAS în mediul înconjurător, deoarece necesită o cantitate concentrată de substanțe chimice. Dar ar putea fi folosit într-o zi în stațiile de tratare a apelor uzate, unde poluanții ar putea fi filtrați din apă, concentrați și apoi descompuși.