Los investigadores han demostrado que pueden atraer, capturar y destruir PFAS, un grupo de sustancias reguladas por el gobierno federal que se encuentran en todo, desde recubrimientos antiadherentes hasta champús, y que reciben el sobrenombre de "las sustancias químicas permanentes" debido a su persistencia en el medio ambiente natural.

Usando un electrodo de copolímero sintonizable, ingenieros de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign capturaron y destruyeron perfluoroalquilo y polifluoroalquilo presentes en el agua mediante reacciones electroquímicas. El estudio de prueba de concepto es el primero en demostrar que los copolímeros pueden impulsar aplicaciones ambientales electroquímicas, dijeron los investigadores.

Los resultados del estudio se publican en la revista Materiales funcionales avanzados .

"La exposición a PFAS ha ganado una gran atención recientemente debido a su presencia generalizada en cuerpos de agua naturales, suelo y agua potable contaminados, "dijo Xiao Su, profesor de ingeniería química y biomolecular que dirigió el estudio en colaboración con los profesores de ingeniería civil y ambiental Yujie Men y Roland Cusick.

Los PFAS suelen estar presentes en concentraciones bajas, y los dispositivos o métodos diseñados para eliminarlos deben ser altamente selectivos hacia ellos sobre otros compuestos que se encuentran en las aguas naturales, dijeron los investigadores. Los PFAS están cargados eléctricamente, unidos por lazos altamente estables, y son resistentes al agua, haciéndolos difíciles de destruir utilizando métodos tradicionales de eliminación de desechos.

"Hemos encontrado una manera de sintonizar un electrodo de copolímero para atraer y adsorber, o capturar, PFAS del agua, "Su dijo." El proceso no solo elimina estos contaminantes peligrosos, pero también los destruye simultáneamente usando reacciones electroquímicas en el electrodo opuesto, haciendo que el sistema general sea altamente eficiente en energía ".

Para evaluar el método, el equipo utilizó varias muestras de agua que incluían aguas residuales municipales, todos enriquecidos con una concentración baja o moderada de PFAS.

"Dentro de las tres horas posteriores al inicio del proceso de adsorción electroquímica en el laboratorio, vimos una reducción del 93% de la concentración de PFAS en las muestras enriquecidas de baja concentración y una reducción del 82,5% con muestras enriquecidas de concentración moderada, lo que muestra que el sistema puede ser eficiente para diferentes contextos de contaminación, como en el agua potable o incluso en derrames de productos químicos, "Su dijo.

Basado en conceptos propuestos por primera vez en el trabajo anterior de Su con la remoción de arsénico, el proceso combina los pasos de separación y reacción en un solo dispositivo. "Este es un ejemplo de lo que llamamos intensificación de procesos, que creemos es un enfoque importante para abordar las preocupaciones ambientales relacionadas con la energía y el agua, "Su dijo.

El equipo planea continuar trabajando con varios contaminantes emergentes, incluidos los disruptores endocrinos. "También estamos muy interesados ​​en ver cómo estos conceptos básicos de copolímeros podrían funcionar fuera de los sistemas ambientales y ayudar a realizar separaciones químicas desafiantes". como la purificación de fármacos en la industria farmacéutica, "Su dijo.