ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีรายงานที่น่ากังวลมากขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบที่เป็นพิษซึ่งเรียกว่าสารเคมี "ตลอดไป" ที่มีต่อสุขภาพและสภาพแวดล้อมที่กว้างขึ้นของเรา มันเป็นเรื่องยากที่จะกลืน แต่ตอนนี้มีแสงสว่างเล็กน้อยในเรื่องราวที่น่าเป็นห่วงนี้ นักวิจัยได้พัฒนาวิธีแก้ปัญหาที่กำจัดสารเหล่านี้ออกจากน้ำแล้วแปลงเป็นกราฟีนที่มีค่า
“ Forever Chemicals” เป็นชื่อสามัญของสารอัลคิลต่อ perfluorinated (PFAs) ซึ่งเป็นกลุ่มของสารสังเคราะห์ที่พบในสิ่งของในครัวเรือนทั่วไปจำนวนมาก นับตั้งแต่ปี 1950 สารประกอบเหล่านี้ได้รับการเฉลิมฉลองสำหรับน้ำและคุณสมบัติที่ทนต่อคราบ ดังนั้นพวกเขาจึงถูกใช้เป็นสารเคลือบในวัตถุนับไม่ถ้วนรวมถึงหม้อและกระทะ, เสื้อผ้า, กาว, บรรจุภัณฑ์อาหาร, พื้นผิวการทำอาหาร, เฟอร์นิเจอร์, สายไฟและแม้กระทั่งโฟมดับเพลิง พวกเขายังพบได้ในวัตถุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเช่นกระดาษ-
PFAs ได้รับชื่อสามัญของพวกเขาจากการปรากฏตัวที่ยาวนานของพวกเขาในสภาพแวดล้อมและร่างกายของสิ่งมีชีวิตที่กินพวกเขา-โดยพื้นฐานแล้ว PFAs ไม่พังลงตามธรรมชาติซึ่งหมายความว่าพวกเขาสามารถอยู่ได้นานหลายศตวรรษหลังการใช้งาน นักวิทยาศาสตร์กำลังรับรู้ถึงอันตรายที่เกิดจากสารเคมีตลอดกาลเหล่านี้ก่อให้เกิดร่างกายมนุษย์เนื่องจากพวกเขาเชื่อมโยงกับผลลัพธ์ด้านสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์ต่าง ๆ รวมถึงโรคมะเร็งและระบบภูมิคุ้มกันหยุดชะงัก
อย่างที่คุณสามารถจินตนาการได้ว่าการรับรู้ปัญหาเหล่านี้เพิ่มขึ้นคือการกระตุ้นให้เกิดความต้องการมากขึ้น แต่วิธีการกำจัด PFAs แบบดั้งเดิมนั้นมีค่าใช้จ่ายสูงและใช้พลังงานมาก พวกเขามักจะสร้างมลพิษทุติยภูมิเป็นผลพลอยได้ อย่างไรก็ตามนักวิจัยที่ Rice University, Houston, Texas ได้พัฒนาวิธีการใหม่ที่เอาชนะปัญหาเหล่านี้
“ วิธีการของเราไม่เพียง แต่ทำลายสารเคมีที่เป็นอันตรายเหล่านี้มันกลายเป็นของเสียให้เป็นสิ่งที่มีค่า” เจมส์ทัวร์, ศาสตราจารย์ด้านเคมีและศาสตราจารย์ด้านวัสดุและนาโนวิศวกรของ TT และ WF Chaoคำแถลง-
“ ด้วยการปั่นจักรยานคาร์บอนที่ใช้แล้วลงในกราฟีนเราได้สร้างกระบวนการที่ไม่เพียง แต่เป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม แต่ยังสามารถใช้งานได้ทางเศรษฐกิจช่วยชดเชยค่าใช้จ่ายในการแก้ไข”
ทัวร์นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Phelecia Scotland และเพื่อนร่วมงานใช้ Flash Joule Heating (FJH) ในแนวทางที่เป็นนวัตกรรมของพวกเขา พวกเขารวมคาร์บอนที่เปิดใช้งานเม็ด (GAC) ที่อิ่มตัวด้วย PFAs และสารแร่เช่นเกลือโซเดียมและแคลเซียมซึ่งพวกเขาจากนั้นจึงมีแรงดันไฟฟ้าสูงเพื่อสร้างอุณหภูมิมากกว่า 3,000 องศาเซลเซียส (5432 ฟาเรนไฮต์) ในเวลาน้อยกว่าวินาที ความร้อนที่เข้มข้นจะแบ่งพันธะคาร์บอนฟลูออรีนที่เสถียรในสารเคมีตลอดกาลแปลงเป็นเกลือฟลูออไรด์เฉื่อยและปลอดสารพิษ ในเวลาเดียวกัน GAC จะถูก upcycled เป็นกราฟีนซึ่งเป็นวัสดุที่มีมูลค่าสูงที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และการก่อสร้าง
จากข้อมูลของนักวิจัยเทคนิคของพวกเขาให้ประสิทธิภาพมากกว่า 96 เปอร์เซ็นต์และการกำจัดกรด perfluorooctanoic (PFOA) 99.98 เปอร์เซ็นต์ซึ่งเป็นหนึ่งในสารมลพิษ PFAS ที่พบบ่อยที่สุด
ที่สำคัญการทดสอบยืนยันว่ากระบวนการผลิตฟลูออไรด์อินทรีย์ระเหยที่ไม่สามารถตรวจจับได้ซึ่งเป็นผลพลอยได้ที่เป็นอันตรายที่เกิดขึ้นในการรักษา PFAS แบบดั้งเดิม ปฏิกิริยาก็ดูเหมือนว่าจะกำจัดของเสียที่สองที่เกี่ยวข้องกับวิธีการกำจัดแบบดั้งเดิมเช่นการเผาหรือเพิ่มคาร์บอนที่ใช้แล้วในหลุมฝังกลบ
“ วิธีการสองวัตถุประสงค์นี้เป็นตัวเปลี่ยนเกม” สกอตแลนด์กล่าวเสริม “ มันเปลี่ยนของเสียให้เป็นทรัพยากรในขณะที่ให้โซลูชันที่ปรับขนาดได้และคุ้มค่าเป็นปัญหาด้านสิ่งแวดล้อมเร่งด่วน”
วิธีการใหม่อาจมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญสำหรับการจัดการกับสารเคมีตลอดกาลที่เป็นพิษขยายเกินกว่าการรักษา PFOA และกรด sulfonic perfluorooctane ซึ่งเป็น PFA ที่ศึกษามากที่สุดสองตัว เทคนิคนี้ใช้งานได้กับประเภท PFAs ที่ยากที่สุด - Teflon R. อุณหภูมิสูงที่เกิดจากวิธีการนี้สามารถลดสารเคมีเหล่านี้ได้หลากหลายซึ่งนำเสนอโซลูชั่นใหม่ในการบำบัดน้ำและการกำจัดของเสีย
นอกจากนี้วิธี FJH ยังสามารถปรับแต่งเพื่อผลิตวัสดุที่มีค่าอื่น ๆ เช่นท่อนาโนคาร์บอนและ nanodiamonds ซึ่งเพิ่มความเก่งกาจและความแข็งแรงทางเศรษฐกิจ
“ ด้วยสัญญาของค่าใช้จ่ายสุทธิความสามารถในการปรับขนาดและผลประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมวิธีการของเราจึงเป็นก้าวไปข้างหน้าในการต่อสู้กับสารเคมีตลอดกาล” สกอตแลนด์อธิบาย “ เนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับการปนเปื้อนของ PFAs ยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่องการพัฒนานี้ให้ความหวังในการปกป้องคุณภาพน้ำและการปกป้องสุขภาพของประชาชนทั่วโลก”
กระดาษถูกตีพิมพ์ในน้ำธรรมชาติ-
