Scoperto un materiale che elimina il 99% del PFOA dall’acqua in 5 minuti

Bere un bicchiere d’acqua fresca è un gesto quotidiano che diamo per scontato. Tuttavia cosa accade quando quell’acqua è contaminata da sostanze invisibili, tossiche e praticamente indistruttibili?

Da anni gli scienziati affrontano il problema delle cosiddette “sostanze chimiche eterne”, note come PFAS, che non si degradano né nell’ambiente né nel nostro organismo.

Una di queste, il PFOA (acido perfluoroottanoico), è tra le più studiate e pericolose: si trova nelle riserve idriche di tutto il mondo e rappresenta una minaccia seria per la salute.

Ebbene, un gruppo di ricercatori dell’Università dello Utah, guidato da Ling Zang, ha sviluppato un materiale innovativo capace di eliminare oltre il 99% del PFOA dall’acqua in soli cinque minuti.

Un risultato sorprendete – pubblicato sul Journal of Materials Chemistry C – che potrebbe aprire la strada a soluzioni pratiche e veloci per rendere l’acqua più sicura.

Come funziona questo materiale rivoluzionario?

Il segreto del suo materiale è nascosto nella sua struttura metallo-organica, conosciuta con il nome di MOF (Metal-Organic Framework). Immaginala come una gabbia cristallina composta da minuscoli pori, talmente piccoli da poter intrappolare in modo selettivo molecole indesiderate.

Gli scienziati non si sono limitati a usare il MOF così com’è, ma lo hanno modificato chimicamente, aggiungendo dei gruppi ammonio caricati positivamente. Qui entra in gioco una semplice regola della fisica: i poli opposti si attraggono.

• Le molecole di PFOA portano una carica negativa, mentre i gruppi inseriti nel MOF portano una carica positiva.

Il risultato? È come se il MOF diventasse un enorme “magnete molecolare”: appena il PFOA entra in contatto con la  sua struttura, viene attirato nei pori e rimane intrappolato saldamente.

In pratica, il MOF non si limita a filtrare come farebbe un setaccio tradizionale, ma cattura attivamente le molecole tossiche grazie a questa attrazione elettrostatica. E poiché la struttura è estremamente porosa, può inglobare una quantità enorme di contaminanti in pochissimo tempo.

Durante i test:

• A concentrazioni altissime (1.000 parti per milione), il MOF ha assorbito 1.178 mg di PFOA per grammo di materiale, una capacità superiore a molti trattamenti già esistenti.

• A livelli realistici, come 50 parti per miliardo, ha eliminato oltre il 99% del PFOA in soli cinque minuti.

E non è tutto: il materiale ha mantenuto oltre il 93% della sua efficacia anche dopo cinque cicli di utilizzo, dimostrando una resistenza notevole.

Se pensiamo che i metodi tradizionali, come il carbone attivo, possono impiegare ore per purificare l’acqua, la differenza è enorme!

Una tecnologia a duplice funzione: rimuove e segnala

Ciò che rende questo MOF ancora più speciale è la sua doppia funzione. Non solo elimina il PFOA, ma lo rileva. Come? Attraverso un meccanismo di fluorescenza.

Gli scienziati hanno caricato il materiale con un colorante fluorescente che normalmente resta “silenzioso” all’interno della struttura. Quando le molecole di PFOA entrano, spostano il colorante e questo inizia a brillare. Un vero e proprio segnale luminoso che indica la presenza della contaminazione!

Questo significa che il materiale potrebbe essere usato negli impianti di trattamento delle acque sia per purificare che per monitorare, risparmiando tempo, costi e complessità.

Durante i test, la risposta al PFOA è risultata 14 volte più forte rispetto al PFOS, un’altra sostanza chimica eterna, dimostrando un’elevata selettività. Inoltre, il sistema ha funzionato bene anche in presenza di sali comuni, tipici delle acque reali.

Perché il PFOA è così pericoloso?

Ma perché tutto questo entusiasmo? Questo dipende esclusivamente dal fatto che il PFOA non è un contaminante qualsiasi. È stato usato per decenni in prodotti industriali e di consumo, come pentole antiaderenti, tessuti resistenti alle macchie, nonché imballaggi alimentari. Una volta rilasciato, però, resta nell’ambiente e nel nostro corpo per anni.

Gli studi hanno collegato l’esposizione ai PFAS a:

• problemi al fegato,

• disturbi ormonali,

• riduzione della fertilità,

• aumento del rischio di alcuni tumori.

Ecco perché eliminarli dall’acqua è una delle sfide ambientali e sanitarie più urgenti del nostro tempo.

Limiti e sfide ancora da affrontare

Naturalmente, come ogni scoperta scientifica, anche questa possiede i suoi limiti. Lo studio è stato condotto in condizioni di laboratorio controllate, principalmente sul PFOA. Tuttavia restano comunque aperte alcune domande:

• Come si comporterà il materiale – MOf – con miscele complesse di diversi PFAS, che spesso si trovano insieme nelle acque contaminate?

• Quanto durerà la sua efficacia in condizioni ambientali variabili?

• Sarà possibile ampliare la produzione su larga scala per impianti industriali e municipali?

In aggiunta, lo stesso Ling Zang – il ricercatore che ha guidato lo studio – ha dichiarato apertamente di avere un coinvolgimento economico diretto nella Gentex Corporation, cioè l’azienda che ha finanziato questa ricerca.

In altre parole, non è solo uno scienziato che ha condotto l’esperimento, ma ha anche un interesse finanziario personale nei risultati, visto che è legato all’azienda che ha messo i soldi per il progetto.

È un dettaglio che non toglie valore ai risultati, ma ricorda quanto il legame tra scienza e industria sia delicato e da osservare con particolare attenzione.

Uno sguardo al futuro

Nonostante le sue incognite, le prospettive sono entusiasmanti. La chimica dei MOF è altamente modulare, il che significa che gli scienziati possono adattare la struttura per colpire non solo il PFOA, ma anche altri PFAS. In futuro potremmo avere una famiglia di materiali “su misura” per diverse contaminazioni.

Immaginiamo comunità di tutto il mondo che oggi faticano a garantire acqua potabile sicura: soluzioni di questo tipo potrebbero rappresentare un punto di svolta incredibile!

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