Un equipo de la Universidad Rice ha inventado un material ecológico que captura y destruye rápidamente los PFAS, conocidos como químicos eternos, en fuentes de agua. La tecnología supera los métodos existentes al capturar contaminantes miles de veces más eficientemente y regenerarse para su reutilización. Publicado en Advanced Materials, el avance aborda un desafío persistente de contaminación global.
Las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS), químicos sintéticos introducidos en la década de 1940, se utilizan en productos como sartenes de Teflon, ropa impermeable y envases de alimentos debido a su resistencia al calor, la grasa y el agua. Sin embargo, esta durabilidad las convierte en contaminantes ambientales persistentes, relacionados con problemas de salud como daños hepáticos, trastornos reproductivos, alteraciones del sistema inmunológico y ciertos cánceres. Presentes en agua, suelo y aire en todo el mundo, los PFAS son notoriamente difíciles de eliminar y destruir.
Los métodos tradicionales de eliminación, como la adsorción con carbón activado o resinas de intercambio iónico, sufren de baja eficiencia, velocidades lentas, capacidad limitada y generación de residuos secundarios. «Los métodos actuales para la eliminación de PFAS son demasiado lentos, ineficientes y generan residuos secundarios», dijo Michael S. Wong, profesor de la George R. Brown School of Engineering and Computing de Rice.
La nueva solución se centra en un material de hidróxido doble laminar (LDH) compuesto de cobre y aluminio, potenciado con nitrato. Desarrollado por el investigador postdoctoral Youngkun Chung bajo la mentoría de Wong, en colaboración con Seoktae Kang de KAIST y Keon-Ham Kim de la Pukyung National University, el material adsorbe PFAS más de 1.000 veces mejor que las alternativas y elimina grandes cantidades en minutos, aproximadamente 100 veces más rápido que los filtros de carbono comerciales. Su estructura laminar con desequilibrios de carga permite una unión rápida y fuerte de las moléculas de PFAS.
Probado con éxito en agua de río, agua del grifo y aguas residuales, el LDH funciona bien en condiciones estáticas y de flujo continuo, lo que sugiere aplicaciones en el tratamiento de agua municipal e industrial. Para completar el proceso, los PFAS capturados se descomponen térmicamente con carbonato de calcio, destruyendo más de la mitad sin subproductos tóxicos y regenerando el material para su reutilización. Pruebas iniciales confirman al menos seis ciclos de captura, destrucción y renovación.
«Para mi asombro, este compuesto LDH capturó PFAS más de 1.000 veces mejor que otros materiales», señaló Chung. Wong añadió: «Estamos emocionados por el potencial de esta tecnología LDH única para transformar el tratamiento de fuentes de agua contaminadas con PFAS en un futuro cercano». La investigación, apoyada por fondos coreanos y estadounidenses, incluidos la National Research Foundation of Korea y los institutos de Rice, destaca la colaboración internacional para combatir la contaminación.
Este avance ofrece una alternativa sostenible que combina una limpieza rápida con destrucción ecológica, con potencial para revolucionar los esfuerzos globales de remediación de PFAS.
