ライス大学のチームが、水源中の永遠の化学物質として知られるPFASを迅速に捕捉・破壊する環境に優しい素材を発明した。この技術は、既存の方法を上回り、汚染物質を数千倍効率的に捕捉し、再利用のために再生可能。Advanced Materialsに掲載されたこの画期的な成果は、持続的なグローバル汚染課題に対処する。
ペルおよびポリフルオロアルキル物質（PFAS）は、1940年代に導入された合成化学物質で、テフロン加工のフライパン、防水衣類、食品包装などに耐熱性、耐油性、耐水性から使用されている。しかし、この耐久性が環境汚染物質として持続性を与え、肝臓損傷、生殖障害、免疫系障害、特定の癌などの健康問題と関連付けられている。世界中の水、土壌、空気中に存在し、PFASは除去・破壊が極めて困難である。
活性炭やイオン交換樹脂を使用した従来の除去法は、低効率、低速、容量制限、二次廃棄物の発生に悩まされている。「現在のPFAS除去法は遅すぎ、効率が悪く、二次廃棄物を生む」と、ライスのGeorge R. Brown School of Engineering and Computing教授のMichael S. Wong氏は述べた。
新しい解決策は、硝酸塩で強化された銅とアルミニウムからなる層状複水酸化物（LDH）素材を中心とする。Wong氏の指導のもと、ポスドクのYoungkun Chung氏が開発し、KAISTのSeoktae Kang氏とPukyung National UniversityのKeon-Ham Kim氏と共同で、代替品の1,000倍以上優れたPFAS吸着能力を持ち、数分で大量除去——商用炭素フィルターの約100倍速い。その層状構造と電荷不均衡がPFAS分子の迅速で強固な結合を可能にする。
河川水、水道水、廃水で効果的にテストされ、静的および連続流条件下で優れた性能を発揮し、市街地・産業用水処理への応用が示唆される。プロセスを完了するため、捕捉したPFASを炭酸カルシウムで熱分解し、半分以上を無毒副生成物なしに破壊し、素材を再生。初期テストで少なくとも6サイクルの捕捉・破壊・再生を確認。
「驚くべきことに、このLDH化合物は他の素材の1,000倍以上PFASを捕捉した」とChung氏は語った。Wong氏は「この唯一無二のLDHベース技術が、PFAS汚染水源の処理を近未来に変革する可能性に興奮している」と付け加えた。韓国研究財団（National Research Foundation of Korea）やライス研究所を含む韓国・米資金で支えられた研究は、汚染対策における国際協力を強調する。
この進歩は迅速浄化と環境に優しい破壊を組み合わせた持続可能な代替手段を提供し、PFAS修復努力を世界的に革命化する可能性がある。
