Прорыв в переработке тефлона: от вечных химикатов к ценному сырью

Политетрафторэтилен (ПТФЭ), более известный как тефлон, был представлен компанией DuPont в 1938 году. Этот химически инертный синтетический полимер стал основой для антипригарных покрытий, смазок для контейнеров с коррозионными материалами и медицинского оборудования, такого как катетеры. Однако тефлон принадлежит к семейству поли- и перфторалкильных веществ (ПФАС), связанных с многочисленными экологическими проблемами и рисками для здоровья населения.
Прорыв в переработке тефлона: от вечных химикатов к ценному сырью
Изображение носит иллюстративный характер

Главная опасность тефлона заключается в его утилизации. При сжигании он выделяет токсичные «вечные химикаты», способные сохраняться в окружающей среде на протяжении тысяч лет. Это делает безопасное разложение ПТФЭ одной из сложнейших задач в области переработки отходов.

Исследователи из Бирмингемского и Ньюкаслского университетов в Великобритании разработали простое, быстрое и недорогое решение этой проблемы. Их метод основан на механохимии — процессе, в котором химические реакции инициируются механической энергией, например измельчением, а не высокозатратным нагревом.

Процесс утилизации предельно прост: отходы тефлона вместе с фрагментами металлического натрия помещаются в герметичный стальной контейнер шаровой мельницы. Внутри мельницы смесь подвергается интенсивному измельчению.

Механическое воздействие физически разрывает чрезвычайно прочные углерод-фторные связи, которые обеспечивают тефлону его химическую инертность. После разрушения этих связей компоненты вступают в химическую реакцию друг с другом при комнатной температуре.

«Наш подход прост, быстр и использует недорогие материалы», — заявил соавтор исследования Эрли Лу. Этот метод не требует сложного оборудования или экстремальных условий, что делает его потенциально масштабируемым для промышленного применения.

В результате реакции образуются два конечных продукта: безвредный углерод и фторид натрия. Фторид натрия — это стабильная неорганическая соль, которая является ценным коммерческим продуктом.

Ключевым открытием стало то, что процесс создает «чистый фторид натрия без каких-либо побочных продуктов». Это означает, что полученное вещество не требует дополнительных этапов очистки и готово к немедленному использованию в производстве зубной пасты и для фторирования питьевой воды.

Помимо этого, полученный фторид натрия может служить сырьем для создания других фторсодержащих молекул, применяемых в фармацевтике и для разработки медицинских диагностических препаратов.

Для подтверждения чистоты и состава конечного продукта ученые использовали передовую твердотельную ядерно-магнитную резонансную (ЯМР) спектроскопию. Этот метод позволил проанализировать реакционную смесь на атомарном уровне и доказать, что в результате образуется исключительно чистый фторид натрия.

«Это прекрасный пример того, как современная характеризация материалов может ускорить прогресс на пути к устойчивому развитию», — отметил соавтор исследования Доминик Кубицкий.

Таким образом, предложенный метод является не просто нейтрализацией опасных отходов, а их апциклингом — превращением в ценный коммерческий продукт. Команда исследователей видит в этом подходе основу для «фторидной циркулярной экономики», где ценные соединения извлекаются из отходов, а не выбрасываются. Эрли Лу выразил надежду, что эта работа вдохновит на дальнейшие исследования по повторному использованию других видов фторированных отходов. Результаты исследования были опубликованы 22 октября в журнале Journal of the American Chemical Society.


Новое на сайте

19905Зачем древние египтяне строили круглые храмы? 19904Планета, на которой вы живёте, но почти не знаете 19903Может ли анализ крови остановить рак печени ещё до его начала? 19902Кто такие GopherWhisper и зачем им монгольские чиновники? 19901«Вояджер-1» готовится к манёвру «большой взрыв»: NASA отключает приборы ради выживания 19900Почему вокруг Чатемских островов появилось светящееся кольцо из планктона? 19899Как взлом Vercel начался с Roblox-скрипта на чужом компьютере 19898Кто лежит в шотландских гробницах каменного века? 19897Почему две англосаксонские сестра и брат были похоронены в объятиях 1400 лет назад? 19896Гормон GDF15: найдена причина мучительного токсикоза у беременных 19895Почему хакеры Harvester прячут вредоносный код в папке «Zomato Pizza»? 19894Робот-гуманоид Panther от UniX AI претендует на место в каждом доме 19893Artemis застряла на земле: NASA не может лететь на луну без новых скафандров 19892Почему 20 000 промышленных устройств по всему миру оказались под угрозой взлома? 19891Зачем египетская мумия «проглотила» «Илиаду»?
Ссылка