Kemistien vahinkoläpimurto, jonka ”ei ollut tarkoitus toimia”: uusi katalyytti tuhoaa vaarallisen ja lähes ikuisen ympäristömyrkyn 4 tunnissa
Perfluoratut pinta-aktiiviset aineet (pfas) ovat haitallisia, ympäristössä lähes ikuisia aineita. Vahingossa keksitty katalyytti hajottaa ne nopeasti.
Perfluoratut pinta-aktiiviset aineet (pfas) – joita voisi nimittää tuttavallisemmin fluoratuksi saippuaksi – ovat tunnettu ympäristömyrkkyjen luokka. Niitä pidetään luonnossa ”lähes ikuisina”, koska fluorattu molekyylirakenne suojelee niitä kemiallisilta tekijöiltä samaan tapaan kuin teflonmuovia.
Pfas-yhdisteet aiheuttavat ihmisessä useita terveysongelmia, mutta eivät erity helposti ihmiskehosta ulos. Puoliintumisaika on usein monien vuosien luokkaa.
Nyt kemisti-insinöörit yhdysvaltalaisesta Ricen yliopistosta ovat keksineet, että boorinitridijauheesta valmistettu huokea katalyytti pilkkoo ainakin kahta pfas-yhdisteiden luokkaan kuuluvaa yhdistettä erittäin tehokkaasti. Reaktiotuotteet ovat vetyä, hiilidioksidia ja fluoridi-ioneja.
Katalyytti rikkoi perfluorioktaanihapon molekyylit neljässä tunnissa 99-prosenttisesti eli lähes täysin. GenX-kauppanimellä tunnetun pfas-yhdisteen tapauksessa teho osoittautui kokeissa alemmaksi, noin 20 prosentiksi kahdessa tunnissa.
Toisaalta löytö on GenX:n osalta sikäli merkittävämpi, että sitä hajottavia katalyyttejä ei tunnettu ennen ainoatakaan. Perfluorioktaanihapon tapauksessa joitakin aiempia koetuloksia oli jo olemassa.
LUE MYÖS:
EU rajoittaa fluorattujen kemikaalien käyttöä
Helpoin ratkaisu selvitti 70 vuotta pöydällä lojuneen tiedeongelman
Maailman vaarallisin aine? Pisara suojakäsineen päälle riittää tappamaan
Molemmat näistä pfas-aineista ovat yleisesti käytettyjä. Kun perfluorioktaanihapolle on viime vuosina asetettu rajoituksia, GenX:n käyttö sen korvaajana on yleistynyt.
Prosessi vaatii toimiakseen boorinitridin ja ilman lisäksi vain ultraviolettisäteilyä. Uv-valona käytettiin tavallista 254 nanometrin lamppua, jota käytetään mikrobien tappamiseen.
Tutkimusta johtanut Michael Wong ihmettelee yliopiston lehdistötiedotteessa, että löytö oli vahinko, vaikka se tapahtuikin osana pfas-yhdisteiden torjuntaan tähtäävää tutkimusprojektia.
”Yritimme kaikenlaista ilman että mikään olisi toiminut. Boorinitridi oli kontrollikoe, jonka ei ollut tarkoitus toimia, mutta se onnistui.”
Perfluorattuja pinta-aktiivisia aineita käytetään muun muassa vettähylkivien tekstiilien ja likaa hylkivien pintojen valmistukseen, palontorjuntavaahtoihin sekä puolijohdeteollisuuden etsauksiin. Niitä on lisätty jopa joihinkin kosmeettisiin tuotteisiin.
EU:n ympäristöviraston mukaan pfas-kemikaalit on yhdistetty ihmisessä kilpirauhasongelmiin, munuais- ja kivessyöpiin, maksavaurioihin, kohonneeseen kolesteroliin ja lieviin sikiönkehityksen ongelmiin.
Wongin ryhmän tiedot perustuvat laboratoriomittakaavan kokeisiin. Teollisen mittakaavan kokeita ei ole vielä ehditty tehdä. Tieteelliset tulokset on julkaistu Environmental Science and Technology Letters -lehdessä.
Systemaattiselta nimeltään yllä mainittu GenX on 3-oksa-2-trifluorimetyyli-perfluoriheksaanihapon ammoniumsuola.
LÄHDE: Tekniikka&Talous/Tuomas Kangasniemi 08.07.2020