Sebuah tim di Rice University telah menciptakan material ramah lingkungan yang dengan cepat menangkap dan menghancurkan PFAS, dikenal sebagai bahan kimia abadi, di sumber air. Teknologi ini mengungguli metode existing dengan menangkap polutan ribuan kali lebih efisien dan dapat diregenerasi untuk digunakan kembali. Diterbitkan di Advanced Materials, terobosan ini mengatasi tantangan polusi global yang persisten.
Zat per- dan polifluoroalkil (PFAS), bahan kimia sintetis yang diperkenalkan pada 1940-an, digunakan dalam produk seperti panci Teflon, pakaian tahan air, dan kemasan makanan karena ketahanannya terhadap panas, minyak, dan air. Namun, ketahanan ini membuatnya menjadi kontaminan lingkungan yang persisten, terkait dengan masalah kesehatan termasuk kerusakan hati, gangguan reproduksi, gangguan sistem kekebalan, dan kanker tertentu. Ditemukan di air, tanah, dan udara di seluruh dunia, PFAS terkenal sulit dihilangkan dan dihancurkan.
Metode penghilangan tradisional, seperti adsorpsi menggunakan karbon aktif atau resin pertukaran ion, menderita efisiensi rendah, kecepatan lambat, kapasitas terbatas, dan produksi limbah sekunder. "Metode saat ini untuk penghilangan PFAS terlalu lambat, tidak efisien, dan menghasilkan limbah sekunder," kata Michael S. Wong, profesor di George R. Brown School of Engineering and Computing milik Rice.
Solusi baru ini berpusat pada material hidoksida ganda berlapis (LDH) yang terdiri dari tembaga dan aluminium, yang ditingkatkan dengan nitrat. Dikembangkan oleh postdoktor Youngkun Chung di bawah bimbingan Wong, bekerja sama dengan Seoktae Kang dari KAIST dan Keon-Ham Kim dari Pukyung National University, material ini mengadsorpsi PFAS lebih dari 1.000 kali lebih baik daripada alternatif dan menghilangkan jumlah besar dalam hitungan menit—sekitar 100 kali lebih cepat daripada filter karbon komersial. Strukturnya yang berlapis dengan ketidakseimbangan muatan memungkinkan pengikatan cepat dan kuat terhadap molekul PFAS.
Diuji secara efektif di air sungai, air keran, dan air limbah, LDH berkinerja baik dalam kondisi statis dan aliran kontinu, menunjukkan aplikasi dalam pengolahan air municipal dan industri. Untuk menyelesaikan proses, PFAS yang ditangkap diuraikan secara termal menggunakan kalsium karbonat, menghancurkan lebih dari setengahnya tanpa produk sampingan beracun dan meregenerasi material untuk digunakan kembali. Uji coba awal mengonfirmasi setidaknya enam siklus penangkapan, penghancuran, dan pembaruan.
"Untuk keterkejutan saya, senyawa LDH ini menangkap PFAS lebih dari 1.000 kali lebih baik daripada material lain," catat Chung. Wong menambahkan, "Kami antusias dengan potensi teknologi berbasis LDH yang unik ini untuk mengubah cara sumber air yang tercemar PFAS diobati dalam waktu dekat." Penelitian ini, didukung oleh dana dari sumber Korea dan AS termasuk National Research Foundation of Korea dan institut Rice, menyoroti kolaborasi internasional dalam menangani polusi.
Kemajuan ini menawarkan alternatif berkelanjutan, menggabungkan pembersihan cepat dengan penghancuran ramah lingkungan, berpotensi merevolusi upaya remediasi PFAS secara global.
