นักวิทยาศาสตร์ที่ได้รับการสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติอเมริกันได้พัฒนานาโนโมเลกุลที่สามารถจับสารที่หลากหลายและโพลีฟลูโอเรลลิค (PFA) จากน้ำและสูงกว่าวิธีการกรองแบบดั้งเดิมเช่นถ่านหินที่เปิดใช้งาน
ทำจากวัสดุ nanoporaous ออร์แกนิกที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับ PFA ที่เน้นระบบ nanocang ลบ 80 % PFA ออกจากน้ำเสียและ 90 % จากน้ำใต้ดินในการทดสอบการวิจัยในขณะที่แสดงผลข้างเคียงสิ่งแวดล้อมขั้นต่ำ
งานที่ดำเนินการโดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยบัฟฟาโลได้รับการตีพิมพ์ใน วิศวกรรม ACS ES&Tวารสารสมาคมเคมีอเมริกัน
PFA มักเรียกกันว่า “สารเคมีนิรันดร์” มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์เช่นบรรจุภัณฑ์อาหารอาหารที่เป็นกลางและผ้ากันน้ำ พวกเขาเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความยั่งยืนและการต่อต้านการเสื่อมสภาพซึ่งทำให้พวกเขายากที่จะกำจัดออกจากน้ำ
การได้รับ PFA ระยะยาวนั้นเกี่ยวข้องกับภัยคุกคามสุขภาพที่ร้ายแรงรวมถึงการลดลงของภาวะเจริญพันธุ์ปัญหาการพัฒนาในเด็กและความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของโรคมะเร็งบางชนิด การค้นหาวิธีที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพในการกำจัด PFA จากน้ำใต้ดินและน้ำเสียยังคงเป็นความกลัวในประเทศที่ยืนยัน
ในขณะที่ก่อนหน้านี้มีการเสนอ nanocolars ระดับโมเลกุลว่าเป็นเครื่องมือที่อาจเกิดขึ้นได้ แต่การศึกษานี้เน้นประสิทธิภาพที่แท้จริงของพวกเขาในการกรอง PFA ด้วยโครงสร้างที่มั่นคงและการออกแบบทางเคมีของพวกเขา nanocations เหล่านี้ไม่เพียง แต่จับและกำจัดสารที่เป็นอันตราย แต่ยังสามารถช่วยทำลายได้ นักวิทยาศาสตร์ยังสังเกตเห็นการใช้งานที่อาจเกิดขึ้นในการกรองอากาศ – ตัวอย่างเช่นการกำจัดก๊าซที่เป็นอันตราย
ทีมออกแบบ nanocrands ตาม porphyrin การเลือกสูงความเสถียรในน้ำและการดูดซับที่รวดเร็ว ในการทดสอบวัสดุที่ถูกลบออกอย่างสม่ำเสมอประมาณ 90 % ของสารประกอบ PFA ที่แตกต่างกัน 38 รายการจากตัวอย่างน้ำผสม
nanocaga ถูกสังเคราะห์ด้วย porphyrins คลาสของโมเลกุลอินทรีย์ที่รู้จักกันมาแล้วจากการกำจัดสิ่งสกปรกอื่น ๆ เช่นสีย้อมยาปฏิชีวนะและสารเคมีที่หักด้วยฮอร์โมนน้ำ ในการศึกษานี้นักวิทยาศาสตร์ประเมินประสิทธิผลของพวกเขาในช่วง PFA ที่กว้างรวมถึง Genx – สารเคมีที่พบได้ทั่วไปในผลิตภัณฑ์ที่เป็นกลางและอุตสาหกรรม
เมื่อเปรียบเทียบกับคาร์บอนที่ใช้งานอย่างแพร่หลาย แต่มักถูก จำกัด ด้วยการกำจัด PFAs Nanokaga มีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในน้ำเสียดิบ ในการศึกษามันยังเน้นถึงข้อได้เปรียบที่สำคัญของการตั้งค่า nanocation เมื่อเทียบกับวิธีการทำให้บริสุทธิ์อื่น ๆ เช่นเรซินไอออนิกและออสโมซากลับด้านซึ่งมักจะต้องใช้พลังงานสูงและมีค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาที่สูงขึ้น
porphyrin -based nanocaga เป็นวิธีแก้ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นสำหรับความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับการกำจัด PFAs วัสดุยังสามารถผลิตได้อย่างหนาแน่นในระดับและสามารถปรับเปลี่ยนกรงเพื่อลบ PFA เฉพาะเมื่อออกจากปริมาณน้ำอื่น ๆ
Samy El-Shall ผู้อำนวยการโครงการคณะเคมีมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติของสหรัฐอเมริกา
อ้างอิงถึงวารสาร:
Sanchez-Lievanos, RK, และใน– (2024) การสังเคราะห์และการประเมินผลของ nanocags ประจุบวกโดยใช้ porphyrin เพื่อกำจัด 38 PFA ออกจากน้ำ: การทดลองเชิงทฤษฎีและระบบนิเวศ สมาคมเคมีอเมริกัน– doi.org/10.1021/acsestengg.4c00639
แหล่งที่มา:
มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา