Νέα τεχνολογία εξουδετερώνει τις τοξίνες και δημιουργεί πολύτιμο γραφένιο.
Οι λεγόμενες «χημικές ουσίες για πάντα» (PFAS), γνωστές για την ανθεκτικότητά τους στο νερό, τους λεκέδες και τη φθορά, βρίσκονται σε τηγάνια, υφάσματα μέχρι συσκευασίες τροφίμων και αφρούς πυρόσβεσης. Εδώ και δεκαετίες, προσφέρουν πρακτικότητα και αντοχή, αλλά δεν διασπώνται ποτέ, ούτε στο περιβάλλον ούτε στο ανθρώπινο σώμα, συσσωρεύονται και συνδέονται με πλήθος σοβαρών κινδύνων για την υγεία, μεταξύ των οποίων και ο καρκίνος.
Οι υπάρχουσες μέθοδοι εξουδετέρωσης αυτών των ενώσεων είναι ακριβές, ενεργοβόρες και συχνά δημιουργούν νέους ρύπους. Όμως, μια καινοτόμος τεχνολογική προσέγγιση που αναπτύχθηκε στο Πανεπιστήμιο Rice του Τέξας ίσως αλλάξει τους όρους του παιχνιδιού.
Ο καθηγητής Τζέιμς Τουρ και η ερευνητική του ομάδα ανέπτυξαν μια τεχνική flash θέρμανσης (FJH) που όχι μόνο εξαλείφει τους PFAS από το νερό, αλλά ταυτόχρονα μετατρέπει τα απόβλητα σε γραφένιο, ένα από τα πιο πολύτιμα υλικά της νανοτεχνολογίας και των προηγμένων κατασκευών.
Η διαδικασία ξεκινά με την προσρόφηση των PFAS σε κοκκώδη ενεργό άνθρακα. Στη συνέχεια, αυτός ο άνθρακας, σε συνδυασμό με ορυκτά άλατα, υποβάλλεται σε στιγμιαία υπερθέρμανση άνω των 3.000°C μέσω ηλεκτρικής εκκένωσης υψηλής τάσης. Οι εξαιρετικά σταθεροί δεσμοί άνθρακα-φθορίου διασπώνται, και τα PFAS μετατρέπονται σε ακίνδυνα άλατα, ενώ ο άνθρακας ανακυκλώνεται σε γραφένιο.
Η μέθοδος πέτυχε απομάκρυνση του 99,98% του PFOA, ενός από τους πιο ανθεκτικούς ρύπους της οικογένειας PFAS, και απόδοση γραφενίου με σχεδόν μηδενικά παραπροϊόντα. Αξίζει να σημειωθεί πως δεν εντοπίστηκαν πτητικά οργανικά υποπροϊόντα ή άλλα επικίνδυνα κατάλοιπα.
«Η μέθοδός μας δεν εξουδετερώνει απλώς τις επικίνδυνες ενώσεις, τις μετατρέπει σε κάτι πολύτιμο», δηλώνει ο Τουρ. «Αντί να επιβαρύνουμε το περιβάλλον με επιπλέον απόβλητα ή εκπομπές, παράγουμε ένα υλικό με υψηλή ζήτηση και εφαρμογές σε ηλεκτρονικά, υλικά κατασκευών και αποθήκευση ενέργειας».
Η διδακτορική φοιτήτρια Phelecia Scotland προσθέτει: «Πρόκειται για μια προσέγγιση με μηδενικό καθαρό κόστος, που μπορεί να κλιμακωθεί και να εφαρμοστεί σε βιομηχανική κλίμακα. Μετατρέπει μια οικολογική απειλή σε τεχνολογικό πόρο».
Η ίδια τεχνική έχει ήδη αποδειχθεί αποτελεσματική ακόμη και απέναντι στα πιο ανθεκτικά PFAS, όπως το Teflon R, και ενδέχεται να αξιοποιηθεί για την παραγωγή άλλων υλικών, όπως νανοσωλήνες άνθρακα και νανοδιαμάντια.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο Nature Water.
