Ирина Медведева
Исследовательский коллектив под руководством Университета Бата представил фотокатализатор, способный с использованием солнечного света разлагать устойчивые полифторалкильные вещества (ПФАВ) в окружающей среде.
Иллюстративное фото. Источник: ox.ac.uk
Как сообщает New-Science.ru , разработанный материал на углеродной основе преобразует эти долговременные загрязнители в менее вредные компоненты, предлагая новый подход к решению сложной экологической проблемы. Тренд на сохранение чистой среды остается по-прежнему очень важным, так как разнообразные бытовые и промышленные отходы сегодня скапливаются в больших объемах и приносят целый ряд проблем, которые приходится решать разными путями, некоторые технологии уже освещал журнал «Химагрегаты». Наше государство выражает озабоченность, развивая регулирование и законодательство в этой области.
ПФАВ служат в быту, но вредят экологии
ПФАВ, применяемые в изготовлении антипригарных покрытий, влагостойких тканей и многих других промышленных и бытовых товаров, отличаются исключительной химической стойкостью. Это свойство, обеспечивающее их функциональность, одновременно приводит к накоплению в почве, водных источниках, живых организмах и по пищевой цепи. Хотя полные последствия для здоровья до конца не изучены, ряд научных работ указывает на связь некоторых видов ПФАВ с увеличением риска возникновения онкологических и иных заболеваний.
Суть технологии разложения ПФАВ
Новая технология основана на комбинации нитрида углерода с микропористым полимером PIM-1. Полимерная структура захватывает молекулы загрязнителей вблизи активных центров катализатора, где под действием световой энергии происходит их разрушение. В результате реакции ПФАВ распадаются на диоксид углерода и фторид-ионы, которые являются значительно более безопасными и встречаются, например, в составе зубной пасты. Важным преимуществом системы является её работоспособность при нейтральном значении pH, что соответствует условиям большинства природных водоёмов.
Над проектом работали специалисты из Университета Сан-Паулу (Бразилия), Эдинбургского университета (Шотландия) и Университета Суонси (Уэльс). Доктор Фернанда К. О. Л. Мартинс, ведущий автор исследования, выполнившая работу в рамках стажировки в Университете Бата, отметила высокую токсичность и кумулятивный эффект ПФАВ. Она подчеркнула, что разработанный метод позволяет эффективно разрушать эти соединения в условиях, имитирующих естественную среду. Солнечный свет, а не высокие температуры или агрессивные реагенты, делает подход потенциально более энергоэффективным при масштабировании, хотя сейчас метод существует в виде лабораторного прототипа.
Иллюстративное фото. Источник: forbes.com
Вторая функция технологии — детекция загрязнений
Кроме очистки, данная химическая реакция может быть положена в основу метода детекции ПФАВ. Поскольку в процессе разложения высвобождается фторид, систему можно использовать как сенсор: количество фторида будет указывать на присутствие и концентрацию устойчивых загрязнителей. Руководитель проекта, профессор Фрэнк Маркен из Университета Бата, указал, что существующие методики анализа ПФАВ непросты и требуют дорогого лабораторного оборудования. Он заявил, что их разработка позволит создать простой портативный датчик для полевого применения, например, для идентификации загрязнённых секторов почвы.
Сейчас научная группа ведёт поиск партнёров для доработки, масштабирования технологии и применения в промышленной практике. Внедрение проекта предоставит два ключевых решения: метод для очистки воды и почвы и доступную систему мониторинга районов, загрязненных ПФАВ. Результаты исследования опубликованы в научном журнале RSC Advances.