Ny teknologi giver håb i kampen mod PFAS
Forskere fra Aarhus Universitet har udviklet en katalysator, der kan svække kemiens stærkeste binding og dermed bane vej for mere effektiv nedbrydning af PFAS
Det nyudviklede materiale går aktivt ind og svækker den stærke binding mellem kulstof og fluor, som ellers gør de såkaldte evighedskemikalier, PFAS, ekstremt stabile. I laboratorieforsøg har forskerne haft held til at nedbryde PFAS-stoffet PFOA (perfluoroctansyre) fuldstændigt på tre timer ved hjælp af ultraviolet lys og meget små mængder katalysator.
- I stedet for at bruge mere energi forsøger vi at gøre molekylet mindre stabilt,for hvis vi kan svække bindingen først, bliver den også langt lettere at bryde, fortæller lektor Zongsu Wei på Aarhus Universitet
Forskningen er opstået i samarbejde mellem Aarhus Universitet, Stockholms Universitet og Tunesiens Nationale Center for Forskning i Materialevidenskab og er publiceret i det videnskabelige tidsskrift Applied Catalysis B: Environment and Energy.
Designet til at gøre molekyler ustabile
Katalysatoren består af en kombination af bismuth og små mængder titanium. Den er designet med særlige områder på overfladen, hvor reaktive metalatomer fungerer som kemiske gribepunkter for PFAS-molekyler.
Når molekylet binder sig her, sker der en forskydning i elektronerne. Det betyder kort og godt, at bindingen mellem kulstof og fluor bliver svækket, og molekylet dermed bliver mere modtageligt over for nedbrydning.
- Det svarer lidt til, at vi trækker i molekylet, så bindingen bliver længere og mindre stabil, forklarer Zongsu Wei og fortsætter:
- Det er det, der gør det muligt at aktivere det med lys.
PFAS: Derfor er de så svære at fjerne
PFAS er en stor gruppe syntetiske kemikalier, der er udviklet til at modstå varme, vand og fedt. Det er egenskaber, der har gjort dem udbredte i alt fra forbrugerprodukter til industri, men som også gør dem ekstremt svære at nedbryde.
Problemet ligger i den kemiske struktur. Bindingen mellem kulstof og fluor er blandt de stærkeste i organisk kemi, og derfor kan mange eksisterende rensningsteknologier ikke nedbryde stofferne effektivt.
-I dag ender vi ofte med at flytte PFAS fra ét sted til et andet med filtre i stedet for egentlig at fjerne dem, siger Zongsu Wei.
Den nye katalysator angriber netop denne udfordring ved at gøre molekylerne kemisk mere sårbare, før nedbrydningen går i gang.
Zongsu Wei understreger, at der stadig er tale om laboratorieforskning
- Men vi får en vigtig indsigt i, hvordan vi kan designe materialer, der målrettet aktiverer meget stabile molekyler, siger han.
-lipe
