Μια νέα προσέγγιση βασισμένη σε υλικά προσφέρει λύση σε μία από τις πιο επίμονες περιβαλλοντικές προκλήσεις
Οι PFAS, γνωστές ως «παντοτινές χημικές ουσίες», έχουν εξαπλωθεί σιωπηλά στα υπόγεια ύδατα, τα ποτάμια και ακόμη και στο επεξεργασμένο πόσιμο νερό, εκθέτοντας εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως.
Αυτές οι ενώσεις είναι ιδιαίτερα χρήσιμες στη βιομηχανία λόγω της αντοχής τους στη θερμότητα, το νερό και τα έλαια, αλλά οι ίδιες ιδιότητες τις καθιστούν εξαιρετικά δύσκολο να διασπαστούν όταν εισέλθουν στο περιβάλλον.
Τώρα, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Flinders αναφέρουν μια νέα στρατηγική που ενδέχεται να ξεπεράσει έναν από τους μεγαλύτερους περιορισμούς στις τρέχουσες μεθόδους επεξεργασίας νερού: τη δέσμευση των μικρότερων και πιο κινητικών μορίων PFAS.
Υπό την καθοδήγηση του Dr Witold Bloch, η ομάδα ανέπτυξε ένα εξειδικευμένο υλικό που μπορεί να δεσμεύει ένα ευρύ φάσμα PFAS, συμπεριλαμβανομένων των βραχείας αλυσίδας μορφών που συνήθως διαφεύγουν από τα συμβατικά συστήματα φιλτραρίσματος.
Αυτά τα μικρότερα μόρια χρησιμοποιούνται ολοένα και περισσότερο ως αντικαταστάτες παλαιότερων PFAS, αλλά είναι πιο δύσκολο να αφαιρεθούν και μετακινούνται ευκολότερα στο υδάτινο περιβάλλον.
Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Angewandte Chemie International Edition.
Ένα μοριακό «κλουβί» που παγιδεύει τις PFAS
Η μελέτη παρουσιάζει ένα νανοκλίμακας μοριακό «κλουβί» σχεδιασμένο να λειτουργεί ως ιδιαίτερα επιλεκτική «παγίδα PFAS».
«Ενώ ορισμένες PFAS μακράς αλυσίδας μπορούν να αφαιρεθούν εν μέρει με τις υπάρχουσες τεχνολογίες επεξεργασίας νερού, η δέσμευση των PFAS βραχείας αλυσίδας - που είναι πιο κινητικές στο νερό - παραμένει ένα σημαντικό άλυτο πρόβλημα», δήλωσε ο επικεφαλής του έργου, Dr Bloch, από τη Σχολή Επιστήμης και Μηχανικής του Πανεπιστημίου Flinders.
«Ανακαλύψαμε ότι ένα νανοκλίμακας κλουβί συλλαμβάνει τις PFAS βραχείας αλυσίδας αναγκάζοντάς τες να συγκεντρώνονται ευνοϊκά μέσα στην κοιλότητά του. Αυτός ο ασυνήθιστα ισχυρός μηχανισμός δέσμευσης διαφέρει από εκείνον των παραδοσιακών προσροφητικών υλικών.»
Για τη βελτίωση της απόδοσης, οι ερευνητές ενσωμάτωσαν αυτά τα μοριακά «κλουβιά» σε μεσοπορώδη πυρίτιο, ένα υλικό που συνήθως δεν δεσμεύει PFAS
Η πρώτη συγγραφέας, Caroline Andersson, υποψήφια διδάκτορας στη χημεία στο Πανεπιστήμιο Flinders, εξηγεί ότι η προσθήκη του νανοκλίμακας κλωβού επιτρέπει στο υλικό να δεσμεύει ένα ευρύ φάσμα PFAS, συμπεριλαμβανομένων των βραχείας αλυσίδας μορφών που είναι ιδιαίτερα δύσκολο να απομονωθούν.
«Το πιο συναρπαστικό στοιχείο αυτού του έργου ήταν ότι αρχικά πραγματοποιήσαμε εις βάθος μελέτες για το πώς οι PFAS δεσμεύονται μέσα στο κλουβί σε μοριακό επίπεδο», δήλωσε.
«Αυτό μας επέτρεψε να κατανοήσουμε με ακρίβεια τη συμπεριφορά δέσμευσης και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη γνώση για να σχεδιάσουμε ένα αποτελεσματικό προσροφητικό υλικό για την απομάκρυνση των PFAS.»
Ισχυρή απόδοση και επαναχρησιμοποίηση
Δοκιμές στο εργαστήριο έδειξαν ότι το υλικό μπορεί να αφαιρέσει έως και το 98% των PFAS σε συγκεντρώσεις σχετικές με το περιβάλλον, σε πρότυπο νερό βρύσης.
«Το προσροφητικό υλικό έδειξε επίσης δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης, παραμένοντας ιδιαίτερα αποτελεσματικό μετά από τουλάχιστον πέντε κύκλους χρήσης. Τα αποτελέσματα αυτά υπογραμμίζουν τη δυνατότητά του να ενσωματωθεί σε συστήματα φιλτραρίσματος νερού για την τελική βελτίωση της ποιότητας του πόσιμου νερού», πρόσθεσε ο δρ. Bloch.
«Αυτή η έρευνα αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς την ανάπτυξη προηγμένων υλικών ικανών να αντιμετωπίσουν έναν από τους πιο επίμονους περιβαλλοντικούς ρύπους στον κόσμο», κατέληξε.
Οι ενώσεις PFAS προέρχονται από βιομηχανικές διεργασίες, αφρούς πυρόσβεσης στην αεροπορία και καθημερινά καταναλωτικά προϊόντα. Καθώς εισέρχονται στα γλυκά και θαλάσσια ύδατα, προκαλούν αυξανόμενη ανησυχία για πιθανούς κινδύνους στην υγεία ανθρώπων, ζώων και άγριας ζωής.
Η μελέτη για τις PFAS χρηματοδοτήθηκε από επιχορηγήσεις του Australian Research Council και υποτροφίες διδακτορικών προγραμμάτων. Χρησιμοποιήθηκαν ερευνητικές υποδομές όπως το Australian Synchrotron, το National Computational Infrastructure και άλλες εξειδικευμένες εγκαταστάσεις στην Αυστραλία.
(Αναφορά: “Efficient Removal of Short-Chain Perfluoroalkyl Substances by Cavity-Directed Aggregation in a Molecular Cage Host” από Caroline V. I. Andersson και συνεργάτες, 9 Φεβρουαρίου 2026, Angewandte Chemie International Edition. DOI:10.1002/anie.202526027)
www.worldenergynews.gr
