p Químicos da Universidade de Buffalo demonstraram que armadilhas moleculares de automontagem podem ser usadas para capturar PFAS - poluentes perigosos que contaminaram o abastecimento de água potável em todo o mundo. p As armadilhas são feitas de blocos de construção orgânicos e à base de ferro que se conectam, como Legos, para formar uma gaiola tetraédrica. Experimentos mostraram que essas estruturas se ligam a certos PFAS (abreviação de substâncias per- e polifluoroalquil), e uma análise de laboratório revelou como isso acontece. Acontece que o PFAS gruda fortemente do lado de fora das gaiolas em vez de ficar preso dentro, pesquisadores dizem.

p Esses insights foram detalhados em um estudo divulgado este mês e podem ajudar os cientistas a ajustar as armadilhas de maneiras favoráveis ​​- por exemplo, ampliando as aberturas das gaiolas para potencialmente capturar outros tipos de PFAS. O objetivo final é usar essas gaiolas - conhecidas como metalacages - em sistemas que isolam o PFAS da água, o que poderia levar a um melhor tratamento da água, ou técnicas aprimoradas para detectar os poluentes na água.

p "PFAS são produtos químicos altamente estáveis ​​e tóxicos que podem causar efeitos adversos à saúde humana, "diz Diana Aga, Ph.D., Henry M. Woodburn Professor de Química no UB College of Arts and Sciences. "Há evidências crescentes que sugerem ligações entre a exposição a PFAS e resultados adversos à saúde em humanos e animais, com efeitos potenciais, incluindo diminuição do peso ao nascer, fertilidade diminuída, e aumento do risco de diabetes e certos tipos de câncer, para nomear alguns. As descobertas em nosso novo artigo são empolgantes porque fornecem evidências de que as armadilhas moleculares são sorventes eficazes para alguns PFAS. "

p "Estamos muito entusiasmados com algumas maneiras pelas quais este trabalho pode evoluir, de permitir a detecção de PFAS que as análises atuais podem perder, para alterar as gaiolas de modo que, além de ligar o PFAS, eles também os destroem, "diz Timothy Cook, Ph.D., professor assistente de química na UB College of Arts and Sciences.

p Cook e Aga lideraram o estudo, junto com Cressa Ria P. Fulong, Ph.D., um graduado recente do Cook Lab, e Mary Grace E. Guardian, um Ph.D. candidato no laboratório da Aga. Todos os membros da equipe fizeram contribuições importantes, com Fulong e Guardian liderando o trabalho experimental e analítico que ocorreu no laboratório.

p A pesquisa foi capa da edição de 18 de maio da revista. Química Inorgânica . Cook criou a arte da capa, que ele desenhou à mão com uma caneta-tinteiro no papel, então digitalizado e colorido. A ilustração mostra blocos de construção moleculares automontados para formar estruturas tetraédricas que convergem em uma molécula de PFAS.

p As armadilhas capturam um subconjunto de PFAS

p PFAS não são um único composto; eles são um grupo de produtos químicos sintéticos que são usados ​​em embalagens de alimentos, revestimentos antiaderentes, espumas de combate a incêndios e outros produtos. Porque os compostos não se decompõem facilmente, eles persistem no meio ambiente por muito tempo.

p Numerosos estudos detectaram PFAS em fontes de água potável em todo o mundo, incluindo um artigo que Aga e seus colegas publicaram em 19 de maio na revista Chemosphere. Esse projeto procurou os poluentes nas Filipinas e na Tailândia e os encontrou em águas superficiais, água engarrafada e água de estações de reabastecimento. Outros estudos mostraram que o PFAS se acumula no sangue das pessoas.

p Com essas preocupações em mente, Cozinhar, Aga, Fulong e Guardian decidiram descobrir se as gaiolas moleculares poderiam ajudar a capturar o PFAS.

p Os cientistas examinaram cerca de uma dúzia de tipos diferentes de gaiolas de automontagem que contêm metais. Fulong sintetizou as gaiolas no laboratório de Cook, e o Guardian usou técnicas analíticas avançadas no laboratório da Aga para estudar se cada estrutura se ligava ao PFAS.

p Este processo levou a equipe às gaiolas à base de ferro, que capturou um subconjunto de PFAS com cadeias de seis ou mais átomos de carbono fluorados, incluindo ácidos perfluorocarboxílicos, ácidos sulfônicos e fluorotelômeros.

p Próximo? Ajustando as gaiolas para prender mais PFAS - e talvez destruí-los

p O estudo dá aos cientistas novos conhecimentos que podem ajudá-los a fazer melhorias experimentais nas gaiolas. Ajustando os blocos de construção das gaiolas, pesquisadores podem criar estruturas que se ligam mais fortemente ao PFAS, absorver variedades adicionais de poluentes, ou até mesmo destruir os produtos químicos, Cook diz.

p "Tenho lido reportagens na mídia popular de que as pessoas estão tentando incinerar esses PFAS, e pode piorar ainda mais o problema, "Cook diz." Basicamente, apenas os envia para o ar e os dispersa ainda mais. Estou me perguntando se podemos desenvolver gaiolas com propriedades eletro ou fotoquímicas que lhes permitam quebrar as ligações no PFAS. "

p "Tenho esperança de que as armadilhas moleculares possam ser projetadas para capturar potencialmente os PFAS mais altamente solúveis em água que normalmente escapam às tecnologias convencionais de tratamento de água, "Aga diz." Já existem muitos sorventes em uso, como carvão ativado, que interagem com o PFAS. Contudo, o carvão ativado não tem blocos de construção ou poros que possam ser facilmente ajustados - e essa é a beleza das metalacagens. "