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永久分解化学物质的新方法是利用纳米粒子和超声波

2024-09-14 10:53:42 百科全书来源：

导读灭火泡沫、不粘锅、防水纺织品和杀虫剂有什么共同点?它们都含有全氟和多氟烷基物质(PFAS)，即不会自然分解的人造化学物质。因此，难怪 PFA...

灭火泡沫、不粘锅、防水纺织品和杀虫剂有什么共同点?它们都含有全氟和多氟烷基物质(PFAS)，即不会自然分解的人造化学物质。因此，难怪 PFAS 现在正在污染土壤和水，在人类和动物体内也能检测到。它们的危害众所周知：这些永久性化学物质会损害肝脏、引发荷尔蒙失调并导致癌症，这只是它们的部分影响。

苏黎世联邦理工学院机器人与智能系统研究所教授萨尔瓦多·帕内·维达尔 (Salvador Pané i Vidal) 领导的团队研发出一种新方法来分解全氟辛烷磺酸盐 (PFOS) 亚组。由于其性，PFOS 目前受到严格限制甚至禁止使用。这项研究发表在《小科学》杂志上。

“主要问题在于，这些分子是由被氟原子包围的长碳链组成。这种碳氟键非常强，需要很大的能量才能打破它，”Pané i Vidal 的博士生 Andrea Veciana 说。

利用超声波和纳米粒子分解分子

为了分解 PFOS 分子，从而将其在水中降解，研究人员首次采用了压电催化技术。“压电”是指压电效应，即机械变形过程中产生的电荷，“催化”是指利用合适的物质加速化学反应。

“我们开发了压电纳米材料。肉眼看来，这种材料有点像沙子，”Veciana 说道。在超声波槽中，这些粒子带电并充当催化剂。Pané i Vidal 补充道：“正是这种电荷启动了整个反应链，并将 PFOS 分子一点一点分解。这就是纳米粒子被称为压电的原因。”

为了测量样品中的 PFOS 浓度，研究人员与食品生物化学实验室的分析专家 Samy Boulos 合作。研究人员使用质谱仪证明90.5% 的 PFOS 分子已经降解。

“然而，我们应该指出，我们的研究浓度非常高，达到每升 4 毫克，”维西亚纳说。

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