Un nuevo método prometedor que utiliza luz LED podría transformar profundamente las tecnologías de eliminación de contaminantes persistentes, las sustancias per- y polifluoroalquiladas (PFAS). Estos compuestos, presentes en una amplia variedad de productos de consumo, son especialmente resistentes a la degradación, lo que representa riesgos significativos para la salud humana y el medio ambiente.
Los PFAS, a menudo llamados "contaminantes eternos" por su extrema persistencia, están omnipresentes en el medio ambiente. Se encuentran en productos comunes como envases de alimentos, textiles y espumas contra incendios.
Las sustancias perfluoroalquiladas y los polímeros fluorados se han descompuesto eficazmente en iones fluoruro bajo condiciones ambientales gracias a la irradiación de luz LED visible en nanocristales semiconductores. Esta descomposición se debe a mecanismos cooperativos que implican desplazamientos de ligandos inducidos por la luz e inyecciones de electrones por efecto Auger a través de electrones hidratados y estados excitados superiores. Su resistencia a los procesos de descontaminación tradicionales, que generalmente requieren temperaturas muy altas, hace que su eliminación sea compleja y costosa. Sin embargo, un equipo de la Universidad Ritsumeikan en Japón ha desarrollado un nuevo enfoque que utiliza luz LED y nanocristales semiconductores para descomponer eficazmente estos contaminantes a temperatura ambiente.
Esta técnica se basa en una reacción fotocatalítica, activada por LEDs que emiten a una longitud de onda de 405 nm. Los investigadores utilizaron nanocristales de sulfuro de cadmio (CdS) modificados con cobre, junto con agua y trietanolamina (TEOA).
Cuando un compuesto PFAS, como el perfluorooctanosulfonato (PFOS), se coloca en esta solución y se expone a la luz LED, los nanocristales excitados atraen las moléculas de PFOS y rompen sus enlaces carbono-flúor. Esta reacción permite la eliminación completa del flúor, un proceso que, según los investigadores, dura aproximadamente ocho horas.
La principal ventaja de esta técnica radica en su eficacia a temperaturas mucho más bajas que los métodos tradicionales, cercanas a los 38°C en comparación con aproximadamente 400°C habitualmente. Además, ofrece la posibilidad de reciclar el flúor recuperado, un elemento esencial en diversas industrias, como las energías limpias y la farmacéutica.
Esta innovación abre nuevas perspectivas para una gestión más sostenible de los PFAS, que continúan planteando importantes desafíos ambientales. Si se perfecciona y adopta a gran escala, este método podría contribuir significativamente a la reducción de la contaminación relacionada con los PFAS.
Autor del artículo: Cédric DEPOND
Fuente: Angewandte Chemie International Edition