ByTyler Irving, Toronto Universiteti

Andrew Zinin tərəfindən redaktə edilmişdir

 Redaktorların qeydləriBu parça nanoölçülü fletching texnikası ilə hazırlanmış yeni yapışmayan materialla örtülmüşdür. Dəf edilən damcıların hamısı aşağı səthi gərginlikli yağlardır: soldan sağa: heksadekan, tetradekan, dodekan və dekan. Kredit: Samuel Au / Toronto Mühəndislik Universiteti

Toronto Mühəndislik Universitetinin tədqiqatçıları tərəfindən hazırlanmış yeni material qablarda və digər tətbiqlərdə geniş istifadə olunan yapışmayan kimyəvi maddələrə daha təhlükəsiz alternativ təklif edə bilər.

Yeni maddə həm suyu, həm yağı, həm də standart yapışmayan örtükləri dəf edir, lakin o, ətraf mühit və sağlamlıq problemlərini artıran kimyəvi maddələr ailəsi olan per- və poliftoralkil maddələrin (PFAS) daha az miqdarını ehtiva edir.

“Tədqiqat cəmiyyəti uzun müddətdir ki, PFAS-a daha təhlükəsiz alternativlər hazırlamağa çalışır” dedi U of T Engineering-də Dayanıqlı Repellent Engineered Advanced Materials (DREAM) Laboratoriyasına rəhbərlik edən professor Kevin Golovin.

“Çətinlik ondadır ki, suyu dəf edəcək bir maddə yaratmaq asan olsa da, eyni dərəcədə yağ və yağları dəf edəcək bir maddə hazırlamaq çətindir. Alimlər bu alternativ materialların performansının yuxarı həddinə çatmışdılar.”

1930-cu illərin sonlarında ixtira edildiyi gündən, teflon (həmçinin politetrafloroetilen və ya PTFE kimi tanınır) suyu, yağı və yağı eyni şəkildə dəf etmək qabiliyyəti ilə məşhurlaşdı. Teflon per- və polifluoroalkil maddələr (PFAS) kimi tanınan daha böyük maddələr ailəsinin bir hissəsidir.

PFAS molekulları hər biri bir neçə flüor atomu ilə bağlanmış karbon atomlarının zəncirlərindən ibarətdir. Karbon-flüor bağlarının təsirsizliyi PFAS-ın yapışmayan xüsusiyyətlərindən məsuldur.

Bununla belə, bu kimyəvi təsirsizlik də PFAS-ın zamanla digər üzvi molekulları parçalayacaq normal proseslərə müqavimət göstərməsinə səbəb olur. Bu səbəblə onları bəzən “əbədi kimyəvi maddələr” adlandırırlar.

Dözümlülüyünə əlavə olaraq, PFAS bioloji toxumalarda toplanır və qida zəncirində irəlilədikcə onların konsentrasiyası güclənə bilər .

Müxtəlif tədqiqatlar yüksək səviyyəli PFAS-a məruz qalmağı müəyyən növ xərçəng, doğuş qüsurları və digər sağlamlıq problemləri ilə əlaqələndirdi, daha uzun zəncirli PFAS ümumiyyətlə daha qısa olanlardan daha zərərli hesab olunur.

Risklərə baxmayaraq, alternativlərin olmaması PFAS-ın istehlak məhsullarında hər yerdə qalması deməkdir : onlar yalnız qablarda deyil, həm də yağışa davamlı parçalarda, qida qablaşdırmalarında və hətta makiyajda geniş istifadə olunur.

“PFAS-a alternativ olaraq işlədiyimiz material polidimetilsiloksan və ya PDMS adlanır” dedi Golovin.

“PDMS tez-tez silikon adı altında satılır və necə hazırlandığından asılı olaraq, çox biouyğun ola bilər – əslində o, tez-tez bədənə implantasiya edilmək üçün nəzərdə tutulmuş cihazlarda istifadə olunur. Amma indiyə qədər biz PDMS-nin PFAS qədər yaxşı işləməsini əldə edə bilmədik.”

Bu problemi aradan qaldırmaq üçün t.ü.f.d. tələbə Samuel Au, komandanın nanoölçülü fletching adlandırdığı yeni kimya texnikası inkişaf etdirdi. Texnika Nature Communications -da dərc olunan məqalədə təsvir edilmişdir .

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

“Adi silikondan fərqli olaraq, biz qısa PDMS zəncirlərini əsas materiala bağlayırıq – siz onları fırçadakı tüklər kimi düşünə bilərsiniz” deyir Au.

“Onların nefti dəf etmək qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq üçün indi üzərində üç flüor olan bir karbondan ibarət mümkün olan ən qısa PFAS molekulunu əlavə etdik. Biz onlardan təxminən yeddisini hər bir PDMS tükünün ucuna bağlaya bildik.

“Əgər siz nanometr miqyasına qədər kiçilə bilsəydiniz , bu, oxun yayına kəsişdiyi arxa ucunun ətrafında gördüyünüz lələklərə bənzəyirdi. Buna fletchinq deyilir, ona görə də bu, nanoölçülü fletchingdir.”

Au və komanda yeni materiallarını bir parça üzərinə örtdülər, sonra onları nə qədər yaxşı dəf edə biləcəyini görmək üçün üzərinə müxtəlif yağlar damcıları qoydular. Amerika Tekstil Kimyaçıları və Rəngşünasları Assosiasiyası tərəfindən hazırlanmış miqyasda yeni örtük 6-cı dərəcəyə çatdı və onu bir çox standart PFAS əsaslı örtüklərlə bərabər tutdu.

Golovin deyir: “Biz bu prosesdə bir PFAS molekulundan istifadə etsək də, bu, mümkün olan ən qısadır və buna görə də bioakkumulyasiya edilmir”.

“Ədəbiyyatda və hətta qaydalarda gördüyümüz şey budur ki, bu, ilk olaraq qadağan edilən ən uzun zəncirli PFAS-dır, daha qısa olanlar isə daha az zərərli hesab olunur. Bizim hibrid materialımız uzun zəncirli PFAS ilə əldə edilənlərlə eyni performansı təmin edir, lakin riski xeyli azaldır.”

Golovin deyir ki, komanda prosesi genişləndirmək və kommersiyalaşdırmaq istəyən yapışmayan örtüklər istehsalçıları ilə əməkdaşlığa açıqdır. Bu arada onlar daha çox alternativlər üzərində işləməyə davam edəcəklər.

Golovin deyir: “Bu sahənin müqəddəs qreli Teflonu üstələyən, lakin heç bir PFAS olmayan bir maddə olardı”.

“Hələ tam orada deyilik, lakin bu, düzgün istiqamətdə atılmış mühüm addımdır.”

Daha çox məlumat: Samuel Au və digərləri, mayeyə bənzər polidimetilsiloksanın tək perfluorokarbonlarla nanoölçülü fletching davamlı neft itələyiciliyini təmin edir, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-62119-9

Jurnal məlumatı: Nature Communications 

Toronto Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir