新傳感器能檢測(cè)飲用水中“永久化學(xué)品”PFAS
【化工儀器網(wǎng) 時(shí)事熱點(diǎn)】PFAS(per- and polyfluoroalkyl substances)，即全氟和多氟烷基物質(zhì)，是一系列非天然人工合成有機(jī)化合物，主要由碳原子和氟原子構(gòu)成，不但具有親水性功能團(tuán)及疏水性烷基側(cè)鏈，還具備耐火性、高穩(wěn)定性和持久性，因此在各行業(yè)中被廣泛采用，用于紡織、表面活性劑、食品包裝、不粘涂層、滅火泡沫等領(lǐng)域，但因其具有高熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，可在環(huán)境中持久存在，幾乎不被生物降解。
美國麻省理工學(xué)院化學(xué)家設(shè)計(jì)了一種傳感器，可以檢測(cè)到水中低至萬億分之二百(200ppt)的全氟和多氟烷基物質(zhì)(PFAS)含量。該設(shè)備可為消費(fèi)者提供一種測(cè)試飲用水的方法，并且在嚴(yán)重依賴PFAS化學(xué)品的行業(yè)中，包括半導(dǎo)體和消防設(shè)備的制造很有用。相關(guān)論文將于15日發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。
PFAS也稱為“永久化學(xué)品”，在食品包裝、不粘炊具和許多其他消費(fèi)品中均可發(fā)現(xiàn)。它們不會(huì)自然分解，會(huì)引發(fā)癌癥、生殖功能障礙以及免疫和內(nèi)分泌系統(tǒng)破壞等多種健康問題。
目前，消費(fèi)者確定飲用水中是否含有PFAS的唯一方法是將水樣送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行質(zhì)譜檢測(cè)。為創(chuàng)造一種更便宜、更快速的替代方法，研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種基于側(cè)流技術(shù)的傳感器。新傳感器不是涂有抗體的測(cè)試條，而是嵌入了聚苯胺，當(dāng)質(zhì)子添加到材料中時(shí)，它可在半導(dǎo)體和導(dǎo)體之間切換。
研究人員將這些聚合物沉積在一條硝化纖維素紙上，并涂上表面活性劑，這種活性劑可從紙條上的一滴水中提取出PFAS等碳氟化合物。此時(shí)，PFAS中的質(zhì)子被吸引到聚苯胺中并將其變成導(dǎo)體，從而降低材料的電阻。這種電阻的變化可使用電極精確測(cè)量，并可通過智能手機(jī)等外部設(shè)備測(cè)量PFAS含量。
這種方法僅適用于酸性PFAS，其中包括兩種最有害的PFAS，即全氟辛酸(PFOA)和全氟丁酸 (PFBA)。當(dāng)前版本的傳感器可檢測(cè)低至200ppt的PFBA濃度和低至400ppt的PFOA濃度，且僅需要0.1毫升的水即可完成。
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