Frankfurt Goethe Üniversitesi’nden bir küme bilim insanı, etrafa ve sıhhate olan mümkün tesirleri nedeniyle uzun müddettir telaş kaynağı olan PFAS hususlarını parçalayabilen yeni bir katalizör geliştirdi. “Sonsuz kimyasallar” olarak da bilinen PFAS’lar (per- ve poliflorlu alkil maddeler), tabiatta çözünmeyen yapıları nedeniyle bilhassa su kaynaklarında ve canlı dokularda birikme eğiliminde.
Yeni geliştirilen bu katalizör, PFAS yapısındaki kimyasal bağları oda sıcaklığında kırabiliyor. Bu, şimdiye kadar sadece yüksek sıcaklıklar ya da toksik metallerle mümkün olan bir sürecin daha inançlı ve kolay biçimde gerçekleştirilebildiğini gösteriyor.
PFAS’lar, sahip oldukları fevkalâde dayanıklılık sayesinde pek çok alanda vazgeçilmez hale gelmiş durumda. Yüksek ısıya ve kimyasal yansımalara karşı dirençli olmaları; su, yağ ve kir tutmayan özellikleri nedeniyle elektronikten savunma sanayine, havacılıktan giysiye kadar birçok kesimde kullanılıyor. Bilhassa yarı iletken üretimi, uzay ve savunma teknolojileri üzere yüksek hassasiyet gerektiren alanlarda PFAS’ların yeri büyük.
Ancak bu yaygın kullanım, PFAS hususlarının çevresel tesirlerini daha da önemli hale getiriyor. ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA) ve Avrupa Birliği, bu unsurların üretimi ve kullanımı üzerinde giderek daha sıkı kontroller uygulamaya başladı. Bu da, hem PFAS’a alternatif gereç arayışlarını hem de bu unsurları inançlı formda bertaraf edebilecek prosedürleri gündeme taşıdı.
Yeni yaklaşım: DBA molekülü
Goethe Üniversitesi araştırmacılarının geliştirdiği formül, 9,10-dihidro-9,10-diboraanthrasen (DBA) isimli bor bazlı bir moleküle dayanıyor. DBA’ya iki elektron eklendiğinde, PFAS gibisi yapıları saniyeler içinde parçalayabilecek kadar reaktif hale geliyor.
Çalışma kapsamında bu metot, THF isimli bir çözücü içinde farklı florobenzen türevleri üzerinde denendi. Moleküllerdeki flor atomu sayısına bağlı olarak, katalizörün iki farklı formda çalıştığı gözlendi: Flor sayısı düşükse, DBA moleküle direkt bağlanarak karbon-flor bağını kırıyor. Şayet flor ölçüsü fazlaysa, bu sefer DBA bir indirgen üzere davranıyor ve florlu yapıyı bozacak zincirleme bir yansımayı başlatıyor.
Araştırma grubundan doktora öğrencisi Christoph Buch, “C–F bağlarını kırmak için elektrona muhtaçlık var ve geliştirdiğimiz sistem bu elektronları çok verimli biçimde sağlayabiliyor” diyor. Mevcut yollarda bu cins elektronlar ekseriyetle lityum üzere reaktif metallerden elde ediliyor. Lakin takım, gelecekte bu süreci direkt elektrik akımıyla çalışacak biçimde tasarlamayı hedefliyor. Böylelikle sistem daha inançlı, sürdürülebilir ve ölçeklenebilir hale gelebilir.
Kullanım alanı yalnızca temizlikle hudutlu değil
Bu katalizör sadece çevresel paklık açısından değil, ilaç ve kimya sanayisi açısından da yeni imkanlar sunabilir. Flor, birçok ilaç molekülüne dayanıklılık kazandırmak için kullanılıyor. Araştırma takımından Profesör Matthias Wagner, bu usulün sayesinde flor atomlarının molekül üzerindeki yerleşimini çok daha hassas halde denetim edebileceklerini belirtiyor.
