Productos químicos sintéticos conocidos como perfluoroalquilos y polifluoroalquilos, o PFAS, contienen enlaces entre átomos de carbono y flúor considerados los más fuertes en química orgánica. Desafortunadamente, El uso generalizado de estos productos no biodegradables desde la década de 1940 ha contaminado muchos suministros de agua en todo Estados Unidos.

Los ingenieros de UC Riverside ahora han demostrado en experimentos de modelado que el uso de electrones en exceso rompe el enlace carbono-flúor de PFAS en el agua, dejando subproductos que incluso podrían acelerar el proceso. El artículo se publica en Física Química Física Química .

Impermeable al calor productos químicos, y fuerza física, el enlace carbono-flúor hace que el PFAS sea omnipresente en el envasado de alimentos, tejidos que repelen las manchas y el agua, abrillantadores y ceras, espumas contra incendios, productos de limpieza, alfombras y miles de otros productos domésticos e industriales comunes. La Agencia de Protección Ambiental estima que la mayoría de la población ha estado expuesta a PFAS que se acumula en el cuerpo con el tiempo porque estos "químicos permanentes" no se biodegradan.

Sharma Yamijala, investigadora postdoctoral en la Facultad de Ingeniería Marlan and Rosemary Bourns y primera autora del artículo, Ejecutó simulaciones en moléculas de ácido perfluorooctanoico y ácido perfluorooctanosulfónico, los contaminantes PFA más comunes en el medio ambiente, Rodeado de moléculas de agua. Descubrió que perdían instantáneamente su átomo de flúor en presencia de un exceso de electrones.

Las moléculas de PFA se descomponen en una especie química intermedia cuya composición podría acelerar aún más la descomposición de otras moléculas de PFA. La reacción también formó una molécula de fluoruro de hidrógeno. Aún no se ha determinado si estas moléculas de cadena corta son carcinógenas en concentraciones típicas en el agua.

"En un escenario real de tratamiento de agua, el exceso de electrones podría provenir de compuestos que contienen metales colocados en el agua bajo radiación ultravioleta. Los electrones de estos compuestos interactuarán con las moléculas de PFA y las romperán, "Dijo Yamijala.

Las simulaciones describen con detalle y precisión un proceso que los científicos han sabido que es posible.

"La gente sabía que podía hacer esto, pero no sabía por qué, "dijo Bryan Wong, profesor asociado de ingeniería química y ambiental y autor principal del artículo. "Nuestras simulaciones definen el panorama más amplio que podemos refinar para encontrar formas de descomponer los PFA de manera más rápida o eficiente en el futuro".