Forschende der Universität Bath haben in Zusammenarbeit mit Partnern der Universität São Paulo (Brasilien), der Universität Edinburgh und der Swansea University einen neuartigen Photokatalysator entwickelt, der darauf abzielt, per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) abzubauen – Chemikalien, die aufgrund ihrer schweren Zersetzbarkeit als „Ewigkeitschemikalien“ bezeichnet werden.
In einer in der Zeitschrift RSC Advances veröffentlichten Studie berichtet das Team über einen Prototyp eines kohlenstoffbasierten Katalysators auf Basis von Kohlenstoffnitrit und starren mikroporösen Polymeren (PIM-1). Dieser Katalysator kann PFAS binden und sie mithilfe von Lichtenergie in Kohlendioxid und Fluorid zersetzen, wobei er insbesondere unter neutralen pH-Bedingungen effizient arbeitet.
PFAS werden in zahlreichen Produkten wie antihaftbeschichteten Pfannen, Kosmetika und wasserabweisender Kleidung verwendet. Aufgrund ihrer hohen chemischen Stabilität bauen sie sich in der Natur nicht ab und reichern sich leicht im menschlichen Körper, in Wassersystemen und in der Umwelt an. Einige Studien deuten darauf hin, dass eine langfristige Exposition mit einem erhöhten Krebsrisiko verbunden sein könnte, doch die genauen Auswirkungen werden noch erforscht.
Die Erstautorin Dr. Fernanda C. O. L. Martins erklärt: „PFAS finden sich in vielen Alltagsprodukten, doch ihre Anreicherung in der Umwelt und im menschlichen Körper kann toxische Wirkungen haben. Unser Projekt kombiniert einfach herzustellende, kohlenstoffbasierte Katalysatoren mit dem PIM-1-Polymer, was die Effizienz des PFAS-Abbaus verbessert, insbesondere in neutraler Umgebung.“
Neben dem Abbau von PFAS könnte diese Photokatalysator-Technologie auch für die Entwicklung von Sensoren genutzt werden, die durch die Detektion freigesetzter Fluoride die Konzentration von Ewigkeitschemikalien überwachen. Die Technologie befindet sich derzeit im Prototypenstadium, und das Forschungsteam sucht nach Industriepartnern, um die Skalierung und Optimierung für Anwendungen voranzutreiben.
Der leitende Forscher Professor Frank Marken fügt hinzu: „Die derzeitige PFAS-Detektion ist auf teure Geräte in spezialisierten Laboren angewiesen und der Prozess ist komplex. Wir hoffen, diese Technologie in Zukunft für tragbare Sensoren nutzen zu können, um die PFAS-Konzentration in der Umwelt auch außerhalb von Laboren in betroffenen Gebieten einfach zu messen.“
