طور فريق بحثي من جامعة باث البريطانية مؤخرًا غشاء بوليمري متجدد من أصل حيوي، قادر على إزالة الملوثات الدائمة من المياه بكفاءة عالية، مما يوفر حلاً جديدًا ومستدامًا لمعالجة المياه. وقد نُشرت النتائج ذات الصلة في مجلة "ACS Applied Materials & Interfaces".

ينتمي حمض البيرفلوروكتانويك (PFOA) إلى مواد البيرفلورو ألكيل ومتعدد الفلورو ألكيل (PFAS)، والتي استُخدمت على نطاق واسع في الطلاءات غير اللاصقة، وقد تم اكتشافها الآن في المسطحات المائية حول العالم. يرتبط التعرض لتركيزات عالية منها بمخاطر صحية متعددة، وتتخذ العديد من الدول إجراءات للتعامل معها.

على عكس المواد التقليدية التي تحتاج إلى استبدال متكرر، يمكن لهذا الغشاء الحيوي المصدر احتجاز أكثر من 94٪ من حمض البيرفلوروكتانويك. يمكن إزالة الملوثات عن طريق المعالجة الحرارية، مما يسمح بإعادة استخدام المواد وإعادة تصنيعها.

يتكون الغشاء من ألياف نانوية أرق بمئات المرات من شعرة الإنسان. عندما تتعرض للماء، تمتص الألياف الماء وتتضخم، مما يسمح لها بحبس الملوثات مثل شبكة مشدودة.

قال الدكتور شيانغ دينغ، المؤلف الرئيسي للدراسة من مركز iCAST بجامعة باث: "لقد فاجأتنا استجابة المادة عند تعرضها للماء. النايلون التقليدي يظل ثابتًا تقريبًا، لكن أليافنا النانوية الحيوية المصدر تعيد تنظيم نفسها وتتشدد، مما يمكنها من التقاط ملوثات PFAS العنيدة بسرعة."

تتسم الطرق الحالية لتنظيف PFAS مثل الطرق الكهروكيميائية أو التحلل البيولوجي بارتفاع التكلفة، بينما تتطلب مواد الامتزاز التقليدية استبدالاً متكررًا. يمكن لهذه الآلية المنشطة بالماء التقاط نصف كمية حمض البيرفلوروكتانويك في غضون ساعة، وتبقى فعالة حتى بعد التنظيف. من خلال التسخين وإعادة الغزل، يمكن استعادة 93٪ من قدرة الامتزاز للغشاء، مما يمكن من إعادة استخدامه.

وأضاف الدكتور دينغ: "استخدام وحدات فورانيل متجددة بدلاً من المواد الأولية الأحفورية يظهر أنه يمكن الجمع بين إزالة PFAS عالية الأداء وتصميم البوليمر المستدام."

يخطط الفريق لتوسيع نطاق اختبار التكنولوجيا، وتوسيعها لاحتجاز أنواع أخرى من PFAS، وتحسين عملية التجديد. يمثل هذا التقدم حلاً عمليًا وقابلاً لإعادة التدوير لمعالجة تلوث المواد الكيميائية الدائمة.