Itt egy 90%-os megoldás az örök vegyi anyagok problémájára

Amerikai kutatók egy olyan, palládiummal bevont membránt készítettek, ami képes feltörni a szén és a fluor közötti rendkívül erős kötést.

  • HVG

Óriási problémát jelentenek a világ számára az örök vegyi anyagok (PFAS). Ahogy a nevükből is sejthető, ezek a kémiai anyagok olyan erős kötéssel rendelkeznek, hogy a természetben csak nagyon hosszú idő után bomlanak fel, a feloldásukhoz pedig jelentős mennyiségű energiára van szükség. Azt látva viszont, hogy milyen súlyos egészségügyi problémát okozhatnak, egyértelmű, hogy a helyzettel kezdeni kell valamit.

Szerencsére az utóbbi időszakban egyre több olyan megoldás születik, ami segíthet kiszűrni ezeket az anyagokat. Ott van például a szűrő, ami a vizet tisztítja meg, vagy a szivacs, ami nagyjából ugyanezt teszi. Most az Arizonai Állami Egyetem mérnökei álltak elő egy újabb ígéretes megoldással: egy olyan membránt készítettek, amely képes elpusztítani a mérgező molekulákat.

A hagyományos víztisztítási eljárások – például az aktívszenes szűrés – képesek ugyan eltávolítani a mérgező PFAS-vegyületeket az ivóvízből, ám ez nem semmisíti meg azokat, csupán csapdába ejti a molekulákat. Emiatt az eljárások során koncentrált sóoldatok és veszélyes hulladéknak minősülő szűrőanyagok keletkeznek, amelyeket vagy elásnak, vagy elégetik őket, ami szintén nem jelent megoldást a problémára.

Az örök vegyi anyagok rendkívüli ellenállóképességét a szén-fluor kötés okozza. Ezt tartják az egyik legerősebb kötésnek a szerves kémiában. A fluoratomok úgy veszik körül a szénvázat, mint egy páncélzat, az anyagot pedig a mikrobák nem képesek megemészteni, a vegyszerek pedig nem tudják áttörni.

Az amerikai mérnökök vezetésével az Arizonai Állami Egyetem kutatói egy üreges szálmembránt készítettek, amelyet kívülről palládium nanorészecskékkel vontak be. A folyamat a következő: a nyomás alatt álló hidrogéngáz mikroszkopikus, üreges szálak belsején halad át, és kifelé halad, amíg el nem éri a palládium katalizátort.

Ez a katalizátor a hidrogénmolekulákat rendkívül reakcióképes, önálló hidrogénatomokra bontja. Ezzel egyidejűleg a környező vízben található PFAS-molekulák hozzátapadnak a palládium felületéhez, így a reakcióképes hidrogén és a megcélzott szennyezőanyagok találkozhatnak, ami a szennyezők megsemmisüléséhez vezet.

Amikor a célvegyület és az aktivált hidrogén találkozik a felületen, a katalizátor heves kémiai reakciót vált ki. A hidrogén eltávolítja a védő fluorréteget, megfosztva ezzel a molekulát „örök” szupererejétől, és ártalmatlan összetevőkre bontja azt.

Egy 58 napon át tartó folyamatos teszt során a rendszer olyan vizet kezelt, amely hat különböző PFAS-vegyület keverékét tartalmazta. A Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America című tudományos lapban megjelent publikáció szerint a membrán a vegyületek nagyjából 90 százalékát volt képes eltávolítani a vízből.

A megoldás rendkívül ígéretes, az alkalmazásáig azonban számos problémát kell még orvosolni. Ilyen például az, hogy a palládium mennyiségét a minimálisra kell csökkenteni a membránban, az anyag ára ugyanis kilónként 50 000 dollár, vagyis mintegy 16 millió forint.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.

Hozzászólások