Fogkrémet csinálnak a teflonból – brit tudósok megoldották a lehetetlent

A mindenki által jól ismert bevonat, a teflon, megakadályozza, hogy az étel a serpenyőhöz tapadjon — ugyanakkor hírhedten nehéz biztonságosan lebontani. Most azonban az Egyesült Királyság kutatói egy egyszerű és költséghatékony megoldást találtak a problémára.

Az eredmény nemcsak környezetbarát, hanem értékesíthető is: a melléktermékek hasznosíthatók például fogkrémben és ivóvíz-fluorid adalékban.

A kutatás október 22-én jelent meg a Journal of the American Chemical Society folyóiratban, és meglepően egyszerű eszközt igényel: egy kis nátriumfémet és erőteljes rázást.

85 év teflon – az áldás és az átok

A teflont több mint 85 éve, 1938-ban vezette be a DuPont vállalat. Hivatalos neve: politetrafluoretilén (PTFE). Ez a kémiailag rendkívül stabil, szintetikus polimer vált híressé a konyhai edények tapadásmentes bevonataként, de számos ipari és orvosi területen is használják — például korrózióálló tartályokban vagy katéterekben.

A teflon azonban legalább annyira hírhedt, mint amennyire népszerű. A polifluor- és perfluoralkil-anyagok (PFA-k) nagy családjához tartozik, amelyek az utóbbi években a környezeti és egészségügyi problémák egyik jelképévé váltak. Elégetésük során mérgező, úgynevezett „örök vegyi anyagok” szabadulnak fel, amelyek több ezer évig megmaradnak a környezetben.

A kutatók évek óta próbálnak megoldást találni a teflon lebontására — korábbi kísérletek során vegyi adalékokat és LED-fénnyel kombinált eljárásokat is alkalmaztak.

Mechanokémia: kémia izzó kemencék nélkül

Most az Egyesült Királyság két egyeteme, a Birminghami Egyetem és a Newcastle Egyetem kutatócsoportja egy sokkal egyszerűbb megoldást kínál. A kulcs a mechanokémia, vagyis az a módszer, amely mechanikai energiával – például ütés, súrlódás, nyomás – vált ki kémiai reakciókat, hő vagy magas energiafelhasználás nélkül.

A tanulmány társszerzője, Erli Lu és kollégái a teflonhulladékot és apró nátriumfém-darabokat egy acélból készült, zárt tartályba – úgynevezett golyósmalomba – helyezték. A teflon tapadásmentes tulajdonságát a rendkívül erős szén-fluor kötéseinek köszönheti, amelyek normál körülmények között szinte elpusztíthatatlanok. A golyósmalom azonban képes ezeket a kötéseket mechanikusan széttörni. Amikor a teflont és a nátriumot összezúzzák, a két anyag szobahőmérsékleten is kémiai reakcióba lép egymással.

Az eredmény: ártalmatlan szén és nátrium-fluorid, egy stabil, szervetlen só, amelyet fogkrémekben és ivóvíz-fluorid adalékként régóta használnak.

„Fejlett szilárdtest-mágneses magrezonancia (NMR) spektroszkópiát alkalmaztunk, hogy atom szinten belenézzünk a reakcióelegybe. Ennek segítségével igazoltuk, hogy a folyamat tiszta nátrium-fluoridot állít elő, melléktermékek nélkül” – magyarázta Dominik Kubicki, a kutatás másik szerzője. „Ez tökéletes példája annak, hogyan gyorsíthatja a modern anyagvizsgálat a fenntarthatóság felé vezető utat.”

A végeredmény: tiszta fluorid, azonnal felhasználható formában

A folyamat olyan tiszta nátrium-fluoridot termel, hogy nincs szükség további tisztításra vagy szűrésre – közvetlenül felhasználható.
A vegyület nemcsak fogkrémekben és ivóvízben alkalmazható, hanem alapanyagként szolgálhat gyógyszeripari molekulák vagy orvosi diagnosztikai anyagok előállításához is.

A kutatócsoport szerint ez az úttörő megközelítés a „fluor körforgásos gazdaság” alapjait is megteremtheti – egy olyan rendszert, ahol az értékes fluorvegyületeket nem eldobott hulladékként, hanem újrahasznosítható nyersanyagként kezeljük.

„Reméljük, hogy ezzel ösztönözhetjük más fluorozott hulladékok újrahasznosítását is, és hozzájárulhatunk ahhoz, hogy a létfontosságú fluorvegyületek gyártása fenntarthatóbbá váljon” – tette hozzá Lu.

Forrás: Popular Science
Nyitókép: Freepik

Írja meg Facebook oldalunkra, hogy mit gondol erről a témakörről!

https://www.facebook.com/greenponthu/