Pronađen način da se večne hemikalije razgrade uz pomoć sunčeve svetlosti

Perfluoroalkilne i polifluoroalkilne supstance (PFAS) nalaze se u mnogim kućnim proizvodima, uključujući posuđe, kozmetiku, konac za zube i vodootpornu odeću. Verne svom nadimku, ove hemikalije se razgrađuju hiljadama godina, što im omogućava da se akumuliraju u životnoj sredini i u našim telima.

PFAS se koriste od 1940-ih godina. U početku su bili cenjeni zbog svojih nelepljivih svojstava, ali sada se povezuju sa brojnim zdravstvenim problemima, uključujući povećan rizik od autoimunih bolesti, razvojnih poremećaja, smanjene plodnosti i raka kod ljudi.

To je dovelo do zabrane pojedinih PFAS hemikalija. Ali pošto je proizvedeno skoro 15.000 različitih vrsta, procenjuje se da ogroman procenat svetskog stanovništva ima ove hemikalije u krvi.

Sada je tim istraživača pronašao način da ih razgradi, svodeći ih na komponente koje uključuju fluorid, bezopasan u malim dozama. Svoja otkrića objavili su 25. jula u časopisu Small.

„Kontaminacija PFAS hemikalijama i dalje predstavlja globalni zdravstveni rizik, a ovo istraživanje je ključni korak ka bezbednijim zajednicama i čistijim ekosistemima“, izjavio je vodeći istraživač Kameron Širer, naučnik za materijale na Univerzitetu u Adelejdu u Australiji.

PFAS duguju svoju otpornost jakim hemijskim vezama – sastoje se od „glave“ (koju često čine naelektrisani molekuli kiseonika) povezane sa „repom“ od atoma ugljenika i fluora. Da bi se razgradile, ovu vezu treba prekinuti, ali je taj proces skoro nemoguće ostvariti tradicionalnim metodama.

„Mnogi zagađivači vode mogu se razgraditi dodavanjem reaktivne hemikalije koja se veže za ugljenik. Međutim, u molekulima PFAS atomi ugljenika su zaštićeni na takav način da ovaj proces čini gotovo nemogućim“, rekao je Širer.

Poslednjih godina istraživači razvijaju metode za razgradnju koristeći materijale poznate kao fotokatalizatori, koji apsorbuju svetlost i ubrzavaju hemijske reakcije. Naučnici koji stoje iza nove studije okrenuli su se fotokatalitičkom materijalu poznatom kao kadmijum-indijum-sulfid, koji je poznat po svojoj sposobnosti da nakon izlaganja vidljivoj svetlosti oslobađa reaktivne vrste kiseonika ili slobodne radikale.

Nakon što su materijal pomešali sa jednom čestom PFAS hemikalijom, perfluorooktan sulfonatom (PFOS), istraživači su posmatrali kako fotokatalizator apsorbuje svetlost i generiše slobodne radikale koji napadaju atome fluora u vezi.

U optimizovanim uslovima, to je dovelo do „potpune razgradnje“ oko 99 odsto molekula PFOS-a. Nastali nusproizvodi bile su komponente za koje naučnici kažu da se mogu izolovati i koristiti za proizvodnju paste za zube i aditiva za đubrivo.

„Materijali koje smo razvili našim istraživanjem mogli bi se koristiti kao deo lanaca za tretman PFAS-a koji najpre hvataju i koncentrišu hemikalije u vodi, a potom ih razgrađuju izlaganjem našim materijalima aktiviranim svetlošću. Planiramo da nastavimo ovo istraživanje kako bismo poboljšali stabilnost materijala pre njihove primene u velikim sistemima“, rekao je Širer.