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2022-08-19Los ingredientes comunes y baratos pueden descomponer algunos ´químicos para siempre´

Science News |Los PFAS normalmente no se degradan, pero la lejía y el sulfóxido de dimetilo ayudan a romper algunos de sus enlaces atómicos.

Hay una nueva forma de destruir los "químicos permanentes" nocivos, dicen los científicos.

Las sustancias de perfluoroalquilo y polifluoroalquilo, también conocidas como PFAS, se encuentran en sartenes antiadherentes, telas repelentes al agua y envases de alimentos y están presentes en todo el medio ambiente. Reciben el sobrenombre de productos químicos eternos por su capacidad para permanecer y no descomponerse. En parte, eso se debe a que los PFAS tienen un enlace súper fuerte entre sus átomos de carbono y flúor (SN: 4/6/19). Ahora, utilizando un poco de calor y dos compuestos relativamente comunes, los investigadores han degradado un tipo importante de sustancia química permanente en el laboratorio, informa el equipo en la revista Science del 19 de agosto. El trabajo podría ayudar a allanar el camino para un proceso para descomponer comercialmente ciertos productos químicos permanentes, por ejemplo, mediante el tratamiento de aguas residuales.

“El conocimiento fundamental de cómo se degradan los materiales es lo más importante que surge de este estudio”, dijo el químico orgánico William Dichtel en una conferencia de prensa el 16 de agosto.

Si bien algunos científicos han encontrado formas relativamente sencillas de descomponer PFAS seleccionados , la mayoría de los métodos de degradación requieren procesos rigurosos que consumen mucha energía y utilizan una presión intensa (en algunos casos, más de 22 megapascales) o temperaturas extremadamente altas, a veces superiores a 1000⁰ Celsius, para descomponer el compuesto químico. bonos (SN: 6/3/22) .

Dichtel, de la Universidad Northwestern en Evanston, Illinois, y su equipo experimentaron con dos sustancias que se encuentran en casi todos los gabinetes de laboratorio de química: hidróxido de sodio, también conocido como lejía, y un solvente llamado sulfóxido de dimetilo o DMSO. El equipo trabajó específicamente con un grupo de productos químicos permanentes llamados PFCA, que contienen ácido carboxílico y constituyen un gran porcentaje de todos los PFAS. Algunos de estos tipos de productos químicos para siempre se encuentran en la ropa resistente al agua.

Cuando el equipo combinó los PFCA con la lejía y el DMSO a 120⁰ C y sin necesidad de presión adicional, el ácido carboxílico se desprendió del químico y se convirtió en dióxido de carbono en un proceso llamado descarboxilación. Lo que sucedió después fue inesperado, dijo Dichtel. La pérdida del ácido condujo a un proceso que provocó que “toda la molécula se desmoronara en una cascada de reacciones complejas”. Esta cascada involucró pasos que degradaron el resto del producto químico en iones de fluoruro y productos más pequeños que contienen carbono, sin dejar prácticamente ningún subproducto dañino. .

“Es un método limpio, es diferente de otros que se han probado”, dice Chris Sales, ingeniero ambiental de la Universidad de Drexel en Filadelfia, que no participó en el estudio. “La pregunta más importante es, ¿cómo podría adaptarse y ampliarse esto?” Northwestern ha presentado una patente provisional en nombre de los investigadores.

Comprender este mecanismo es solo un paso para deshacer los productos químicos para siempre, dijo el equipo de Dichtel. Y se necesita más investigación: hay otras clases de PFAS que requieren sus propias soluciones. Este proceso no funcionaría para abordar el PFAS en el medio ambiente, porque requiere una cantidad concentrada de productos químicos. Pero algún día podría usarse en plantas de tratamiento de aguas residuales, donde los contaminantes podrían filtrarse del agua, concentrarse y luego descomponerse.

CITAS

B.Trang et al. Mineralización a baja temperatura de ácidos perfluorocarboxílicos. ciencia _ vol. 377, 19 de agosto de 2022, pág. 839. doi: 10.1126/ciencia.abm7649.

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Science News

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