استخدم باحثون الطباعة ثلاثية الأبعاد لتطوير شبكات إزالة ما يصل إلى 75% من مادة PFOA، وهي واحدة من أكثر المواد الكيميائية الأبدية شيوعًا.
طور فريق من جامعة باث في المملكة المتحدة هيكلًا صغيرًا أو كتلة صلبة باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد يمكنه تصفية أحد أكثر “المواد الكيميائية الأبدية” شيوعًا في الماء. استخدم فريق من جامعة باث في المملكة المتحدة مادة خاصة تسمى أكسيد الإنديوم، ومن خلال الطباعة ثلاثية الأبعاد، صنعوا شبكات لزيادة المساحة السطحية وخلق أحجار صغيرة. في غضون ثلاث ساعات، أزالت الأحجار 53% من حمض بيرفلورو أوكتانويك (PFOA)، وهو أحد أكثر المواد الكيميائية الأبدية شيوعًا ويسمى أيضًا PFAS. علاوة على ذلك، من خلال تسخين الأحجار عند درجة حرارة 500 درجة مئوية وإعادة استخدامها ثلاث مرات، لاحظ الباحثون أنه تمت إزالة 75% على الأقل من مادة PFOA.
نُشرت نتائجهم في مجلة الهندسة الكيميائية.
قالت الدكتورة ليانا زومبولي، الباحثة المشاركة في قسم الهندسة الكيميائية بجامعة باث وأحد مؤلفي الدراسة، في بيان: “تُعد مادة PFAS، أو” المواد الكيميائية الأبدية”، محورًا رئيسيًا في معالجة المياه والصحة العامة. لقد أنشأنا طريقة فعالة لإزالة هذه المواد الكيميائية من المياه دون استخدام الكثير من الطاقة”. وأضافت: “إن استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء الأحجار بسيط نسبيًا، ويعني أيضًا أنه يمكن توسيع العملية. تتيح لنا الطباعة ثلاثية الأبعاد إنشاء أجسام ذات مساحة سطحية عالية، وهو أمر أساسي في هذه العملية”.
يتم طباعة الهياكل التي يبلغ طولها أربعة سنتيمترات باستخدام حبر خاص يحتوي على أكسيد الإنديوم الخزفي. من خلال الارتباط بـ PFOA، يزيل أكسيد الإنديوم المادة من الماء. أشار المؤلفون إلى أن توقيت الثلاث ساعات يتوافق مع أنظمة معالجة المياه الحالية. قال البروفيسور ديفيد ماتيا، أحد مؤلفي الدراسة أيضًا: “في الوقت الحالي، لا تخضع هذه المواد الكيميائية لتنظيم صارم في مياه الشرب في المملكة المتحدة، ولكن هناك إرشادات، نتوقع حدوث تغييرات في السياسة قريبًا. من المحتمل أن تبحث شركات المياه عن دمج أنظمة للتعامل معها”.
قال هوغو كارونييه، مدير المشروع المتخصص في PFAS في شركة Valgo لمكافحة التلوث، تعليقًا على هذه التقنية الجديدة: “هذه معدلات كفاءة جيدة، وفقًا للمنشور”.
وأضاف كارونييه، الذي لم يشارك في الدراسة، أنه يتعين على الباحثين حل المشكلات الرئيسية وهي ما إذا كانت المرشحات تعمل على عدد كبير من PFAS وما إذا كان بإمكان الباحثين زيادة “العائد وسرعة الامتصاص” للمرشحات وإدارة خطر إنشاء النفايات. تصل تقنيات الإزالة الأخرى مثل تلك التي طورها Valgo والتي تسمى فصل رغوة البيو إلى معدل إزالة بنسبة 98 إلى 99 في المائة من PFAO.
المخاوف المتزايدة بشأن تأثيرات المواد الكيميائية الأبدية على الصحة تُسمى PFAS بالمواد الكيميائية الأبدية لأنها لا تتحلل بسهولة في البيئة. استُخدمت PFAS في البداية لخصائصها غير اللاصقة وطرد الماء، وقد تم استخدامها على نطاق واسع في العديد من المنتجات، من أدوات الطهي إلى رغوات إطفاء الحرائق، والملابس ومستحضرات التجميل. وجدت PFAS طريقها إلى البيئة من خلال مجموعة متنوعة من المسارات مثل تصريف مياه الصرف ومقالب النفايات وانبعاثات الهواء. تشكل PFAS تهديدًا خطيرًا على كل من النظم البيئية والصحة البشرية، حيث تم ربطها بسرطان الكلى والخصية وتلف الكبد وأمراض الغدة الدرقية وضعف جهاز المناعة ومشاكل الإنجاب.