La decomposizione chimica dei composti PFAS potenzialmente raggiungibile mediante l'uso di acidi di Lewis a base di silicio
In una svolta innovativa, un team di ricerca del Cluster of Excellence UniSysCat dell'Università Tecnica di Berlino ha sintetizzato un nuovo tipo di superacidi di Lewis a base di silicio. Questi nuovi composti, che contengono un atomo di halogeno aggiuntivo, sono tra i più forti acidi di Lewis noti finora.
Il processo di sintesi di questi superacidi di Lewis richiede condizioni inerti per evitare contaminazioni. Questo è cruciale poiché né ossigeno né acqua possono incontrare gli acidi durante il processo di sintesi.
La forza del legame carbonio-fluoro nei PFAS, spesso chiamati "sostanze chimiche eterne" a causa della loro persistenza nell'ambiente per decenni, è stata una sfida significativa per i ricercatori che sviluppano nuove tecnologie di bonifica. Tuttavia, questi nuovi superacidi di Lewis possono attaccare i legami carbonio-fluoro nei PFAS, offrendo una potenziale soluzione a questo problema di lunga data.
I processi tradizionali di degradazione chimica e biologica non sono sufficientemente potenti per smaltire i PFAS a causa della forza del legame carbonio-fluoro. Tuttavia, questi nuovi superacidi di Lewis decompono i legami dei PFAS in misura elevata poiché operano in un ciclo catalitico in cui non vengono consumati, consentendo la continua e efficiente rottura di questi forti legami.
Questa proprietà catalitica presenta un vantaggio decisivo per le potenziali applicazioni nei processi di riciclo e nella chimica verde. I nuovi composti non vengono consumati durante la reazione, ma possono rigenerarsi, agendo da catalizzatori.
I metodi quantitativi-chimici sono stati utilizzati per prevedere l'acidità dei superacidi di Lewis sulla base della loro struttura. Queste previsioni sono state poi verificate experimentalmente mediante spettroscopia NMR.
Anche piccole quantità degli acidi potrebbero bastare per neutralizzare grandi volumi di inquinanti PFAS. Il breakthrough è stato raggiunto utilizzando la protolisi, un metodo precedentemente applicato nella chimica del carbonio e ora adattato per l'uso nella chimica del silicio.
I nuovi superacidi di Lewis mostrano grandi promesse per affrontare la contaminazione da PFAS in contesti ambientali e industriali. Potrebbero potenzialmente rivoluzionare il campo della tecnologia di bonifica, offrendo una soluzione più efficiente e sostenibile al persistente problema dell'inquinamento da PFAS.
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