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研究人员开发新材料 有朝一日可用于去除饮用水中的持久性污染物
环保微世界 / 时间:2021-07-29 16:09:41

贤集网7月28日讯:在自然界中,不同液体边界处的分子相互作用可以产生新的结构。这些自组装分子使细胞形成成为可能,并有助于地球上所有生命的发展。

它们也可以被设计成执行特定功能,而现在,一个团队宾夕法尼亚州立大学的研究人员已经利用这个机会,开发能够从删除持久性有机污染物的材料水。研究人员最近在Advanced Functional Materials 上发表了他们的发现。

我们从生物系统中汲取灵感,看看我们是否可以在非生物分子中出现类似的现象,生物医学工程助理教授、该论文的通讯作者 Scott Medina 说。

在他们的实验中,研究人员选择将氟(一种自然界中不常见的元素)加入氨基酸中,并将其与氟化油混合以指导其分子组织。该团队将氟化油添加到水中,在那里形成了一个由被氨基酸涂层包围的氟液滴组成的珠子。当研究人员翻转小瓶使珠子暴露在空气中时,珠子的成分重新排列形成薄膜。该薄膜由一层薄薄的氟化油和两层微观氨基酸晶体结构包围,在搅动时可以将自身重新排列成珠子,并带走其他氟化分子。

氟不能很好地与其他物质结合,所以如果你把它们放在一起,就会有很强的相互作用,梅迪纳说,水中的含氟污染物想要从水中分离出来并寻找其他富含氟的物质。

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这种现象,以及该化合物在薄膜状态和珠子形状之间切换的能力,激发了研究人员对可能捕获污染物的兴趣。全氟和多氟烷基物质 (PFAS) 是含氟的人造化学品,通常用于制造防水或防油产品。它们的分子结构允许它们在环境和人体中永久积累。

大自然没有进化出有效分解含氟分子的方法,所以这些化合物会存在很长时间,梅迪纳说,它们进入废水和土壤,进入饮用水和食物,我们的身体不能很好地降解它们。

为了测试新化合物捕获 PFAS 的潜力,研究人员将受污染的水加入涂有氟化氨基酸薄膜的塑料容器中。该薄膜在两小时内捕获了 PFAS 物质,并能够将它们保留长达 24 小时。从这个阶段开始,可以搅拌含有全氟和多氟烷基物质的薄膜,使其自身重新形成有凝聚力的珠子,可以很容易地从现在净化的水中收集。

研究人员计划进一步探索这些污染物提取能力,不仅研究水净化,还研究从空气中收集化合物的潜力。随着对其应用的进一步研究,氟化化合物可能成为一种多用途的污染物去除工具,可用于各种环境。

在调查 PFAS 的毒理学以及如何调节它们方面付出了很多努力,梅迪纳说,这种材料可以用来去除饮用水中的 PFAS,我们认为它在其他领域也有很多用途。