E se utilizzassimo la luce LED per superare gli inquinanti più ostinati?

In una recente pubblicazione, i ricercatori giapponesi hanno dettagliato un nuovo metodo di decontaminazione in grado di eliminare alcuni inquinanti molto resistenti con la luce LED. Si tratta di sostanze per- e polifluoroalchiliche (PFAS), generalmente note per la loro tossicità e per la loro persistenza nell’ambiente.

Luci LED e nanocristalli semiconduttori

Spesso chiamati prodotti chimici per sempre a causa della loro forti legami carbonio-fluoro che ne rendono difficile la degradazionei PFAS destano preoccupazione. Si tratta infatti sia di impatti sulla salute umana (tumori, problemi di fertilità, ecc.) sia di contaminazione degli ecosistemi, in particolare quelli acquatici. Li troviamo generalmente in molti prodottiovvero imballaggi alimentari, rivestimenti antiaderenticosmetici, tessili, prodotti fitosanitari nonché nelle schiume antincendio.

E se la luce LED aiutasse a eliminare i PFAS una volta per tutte? In ogni caso, questo è il pregiudizio di un team dell’Università Ritsumeikan (Giappone), i cui risultati sono stati oggetto di un pubblicazione nella rivista Angewandte Chemie International Edition nel giugno 2024. I ricercatori giapponesi spiegano di aver scoperto un nuovo metodo che combina luce LED e nanocristalli semiconduttori per debellare i PFAS.

Un metodo più semplice e sostenibile

La tecnica in questione si basa su una reazione fotocatalitica ottenuto con LED che emettono a 405 nm. Durante questo processo, la luce trasforma le sostanze inquinanti in prodotti sicuri. Gli scienziati spiegano di aver sviluppato un processo che utilizza nanocristalli di solfuro di cadmio (semiconduttori) modificati con rame, poi combinato con acqua e trietanolammina, materiale presente nella fabbricazione di detergenti e cosmetici.

Nel momento in cui un composto PFAS, come il perfluorottanosolfonato (PFOS), viene posto in soluzione ed esposto all’illuminazione a LED, avviene una reazione. Eccitati dalla luce, i nanocristalli attirano le molecole di PFOS e rompono i loro legami carbonio-fluoro. Ciò consente di ottenere l’eliminazione degli ioni fluoro, prima della completa decomposizione dell’inquinante. Secondo i ricercatori, il processo dura circa otto ore.

Questa nuova tecnica appare rivoluzionaria, perché fino ad oggi, l’eliminazione dei PFAS richiedevano temperature molto elevate (circa 400°C). Tuttavia, questo era un processo molto costoso e ad alta intensità energetica. Il metodo giapponese ha il pregio di essere semplice da realizzare e soprattutto efficace a temperature molto più basse: intorno ai 38°C. Infine, questa nuova tecnica presenta un altro vantaggio: il riciclaggio e riutilizzo del fluoroil che lo rende più durevole.