Очищення води за допомогою проривної біоінспірованої хімії - ScienceDaily
У ХХ і ХХІ століттях у всьому світі стався вибух із використанням синтетичних хімічних речовин, включаючи пестициди, ліки та засоби для чищення побуту - багато з яких потрапляють у наші водні шляхи. Навіть у незначних кількостях ці речовини можуть впливати на дику природу, рослини та людей, і низка з них виявила стійкість до звичайних методів очищення води, в результаті чого вони накопичуються в навколишньому середовищі без контролю.
У дослідженні, опублікованому в ACS Catalysis, дослідники Інституту зелених наук Університету Карнегі Меллона (IGS) проклали шлях до нової галузі стійкої хімії, відкривши потужні, безпечні та недорогі каталізатори окислення, натхненні біологічними процесами в нас, які руйнуються навіть найстійкіші мікрозабруднювачі.
"Це, мабуть, найважливіший документ, який ми випустили за 20 років", - сказала Тереза Хайнц, професор з зеленої хімії Терренс Дж. Коллінз, керівник IGS.
Коллінз, який займався шкідливим біологічним впливом синтетичних хімічних речовин ще з часів студентства в Новій Зеландії, протягом останніх чотирьох десятиліть працював над розробкою методів видалення цих хімічних речовин з води за допомогою процесу окислення - звичного процесу. до людського тіла.
"Хімія окислення - це якийсь значний відсоток біохімії, що відбувається в нас", - зазначив Коллінз. "Ось як природа вирішує проблему перетворення органічної речовини, особливо дуже хімічно стійкої органічної речовини, у придатний для біохімії матеріал або в енергію для підтримки організму. Іноді опір занадто великий для ферментів, що керують хімією окислення і ми маємо стійкі сполуки, проти яких природа безсила ".
Вибраним субстратом для багатьох реакцій окислення в нашому тілі та в інших місцях природи є пероксид водню, який ферменти пероксидази активують для розщеплення молекул з їжі та інших речовин, які ми вживаємо. Метою Коллінза з 1980 року, по суті, було відтворення сили та ефективності цих ферментів із штучними каталізаторами його створення, названими тетра-амідо-макроциклічними лігандами (TAML).
"Нам довелося зробити так, щоб центр заліза наших каталізаторів виконував ту саму хімію, що і центр заліза ферментів пероксидази", - сказав Коллінз. "Ми витратили 15 років, систематично придумуючи, як зробити так, щоб композиція каталізатора TAML працювала належним чином. Тоді, отримавши перший, ми витратили 20 років, намагаючись покращити його".