تجزیه یک‌شبه مواد شیمیایی ابدی امکان‌پذیر شد 

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از نیواطلس، پژوهشگران روش جدیدی را برای تجزیه سریع و در دمای اتاق «مواد شیمیایی ابدی» سمی ابداع کرده اند که می‌تواند صد درصد انواع خاصی از این آلاینده‌ها را یک‌شبه از بین برده و برخی از اجزای مفید را برای استفاده مجدد بازیابی کند.

مواد پِر و پُلی فلوئوروآلکیل (PFAS) گروه وسیعی از مواد شیمیایی هستند که به دلیل پیوند‌های کربن و فلوئور قوی خود، پایداری و مقاومت عالی در برابر آب و گرما دارند. این خاصیت آنها را برای همه چیز از ظروف نچسب گرفته تا فوم آتش نشانی و لباس‌های ضد آب ایده آل می‌کند.

اما این پیوند‌های فوق قوی یک جنبه منفی نیز دارند. از آنجایی که آنها شکسته نمی‌شوند، این مواد شیمیایی تمایل دارند اساسا «برای همیشه و تا ابد» در محیط باقی بمانند. بدتر از آن اینکه وقتی در بدن انسان انباشته شوند موجب بروز دیابت، مشکلات باروری، سرطان‌های مختلف، اختلال در سیستم ایمنی و بسیاری بیماری‌های دیگر می‌شوند.

اکنون دانشمندان دانشگاه ریتسومیکان در ژاپن روش جدیدی برای تجزیه PFAS ابداع کرده اند. در این شیوه، نانوبلور‌های نیمه رسانای سولفید کادمیوم (CdS) که برخی از آنها در مس دوپ شده اند، مواد فعال در محلولی هستند که حاوی آب، ترکیبی به نام تری اتانول آمین (TEOA) و البته مواد شیمیایی PFAS می‌شوند که قرار است تصفیه شوند.

هنگامی که این محلول در معرض نور‌های LED در طول موج ۴۰۵ نانومتر قرار می‌گیرد، نانوبلور‌ها برانگیخته شده و باعث می‌شوند مولکول‌های PFAS به سطح آنها بچسبند. در همان زمان، الکترون‌ها در محلول تولید و برانگیخته می‌شوند، تا زمانی که یون‌های فلوئور را از مولکول‌های PFAS حذف کرده و این پیوند‌های محکم را بشکنند.

محققان در آزمایش‌های خود موفق شدند صد درصد یک PFAS خاص به نام پرفلوروکتان سولفونات را تنها در هشت ساعت تجزیه کنند. ماده شیمیایی ابدی دیگری به نام Nafion در نیز ۲۴ ساعت ۸۱ درصد تجزیه شد.

این دستاورد در دمای ۳۸ درجه سانتیگراد حاصل شد که بسیار سردتر از دمای ۴۰۰ درجه سانتیگرادی است که معمولا برای چنین واکنش‌هایی مورد نیاز است. این روش همچنین یون‌های فلورئین را بازیافت می‌کند و امکان استفاده مجدد از آنها را برای سایر کاربرد‌های صنعتی فراهم می‌آورد.

این روش مشابه بسیاری از روش‌های دیگری است که از کاتالیزور برای تجزیه مولکول‌های PFAS استفاده می‌کنند، اما معمولا به نور UV و اغلب دمای بالاتر نیاز است. 

گروه‌های پژوهشی دیگر با واکنش‌های مشابه با استفاده از سیال فوق بحرانی، ذرات مغناطیسی، هیدروژن یا نیترید بور به موفقیت‌هایی در این زمینه دست یافته اند. در نهایت، داشتن ترکیبی از گزینه‌ها برای تجزیه مواد شیمیایی سمی ابدی می‌تواند بهترین راه حل باشد.

نتایج این تحقیقات در نشریه Angewandte Chemie International Edition منتشر شده است.