Παγίδευση θειικού άλατος προς όφελος της υγείας, της βιομηχανίας και των υδάτινων οδών

Οι επιστήμονες ανέπτυξαν μια νέα μέθοδο για τη μέτρηση και την απομάκρυνση των θειικών από το νερό, που ενδεχομένως οδηγεί σε καθαρότερες πλωτές οδούς και πιο αποτελεσματικές επεξεργασίες πυρηνικών αποβλήτων.

Μια συνεργατική ομάδα από το Πανεπιστήμιο του Κουίνσλαντ και το Πανεπιστήμιο Xiamen στην Κίνα σχεδίασε ένα μόριο που μοιάζει με κλουβί για να παγιδεύει το θειικό άλας, ένα ιόν που απαντάται στη φύση, στο νερό.

Ο καθηγητής Jack Clegg από τη Σχολή Χημείας και Μοριακών Βιοεπιστημών του UQ είπε ότι ο έλεγχος της συγκέντρωσης θειικών στο νερό είναι μια σημαντική πρόκληση για την υγεία, τη βιομηχανία και τη διαχείριση του περιβάλλοντος.

“Το θειικό άλας είναι ένα πολύ κοινό και σημαντικό ιόν“, είπε ο καθηγητής Clegg.

“Σε χαμηλές ποσότητες στο ανθρώπινο σώμα, τα θειικά έχουν ποικίλους μεταβολικούς ρόλους, όπως η εξάλειψη των τοξινών και η αποτελεσματική λειτουργία των φαρμάκων.“

“Αλλά στο περιβάλλον, πάρα πολύ θειικό άλας μπορεί να μολύνει το πόσιμο νερό και να επιταχύνει τη διάβρωση των σωλήνων.“

“Η παρουσία θειικού προκαλεί επίσης προβλήματα κατά την ακινητοποίηση ραδιενεργών αποβλήτων.“

“Η δυνατότητα παρακολούθησης και πλήρης αφαίρεση των θειικών στο νερό έχει μεγάλες δυνατότητες σε πολλές περιοχές.“

Οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα μόριο που μετρά και παγιδεύει θειικά άλατα σε νερό με υψηλό βαθμό επιλεκτικότητας.

Αυτή η «μοριακή παγίδα» μπορεί να παρασκευαστεί φθηνά από χημικές ουσίες που δεν είναι διαθέσιμα στο ράφι.

Η Δρ Xin Wu, στο Πανεπιστήμιο Xiamen, είπε ότι ενώ υπάρχουν τεράστια οφέλη από τη φθηνή και εύκολη μέτρηση των επιπέδων θειικών αλάτων, η ικανότητα της μοριακής παγίδας να συλλαμβάνει αρνητικά φορτισμένες χημικές ουσίες από το νερό είναι επίσης πολύτιμη.

“Το να μπορούμε να σταθεροποιήσουμε μια εξαιρετικά αρνητικά φορτισμένη χημική ουσία, όπως το θειικό άλας, μέσα σε μια κοιλότητα ουδέτερου φορτίου είναι ένα αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό του μορίου μας“, είπε η Δρ Wu.

“Αυτό μιμείται τη λειτουργία των φυσικών πρωτεϊνών που δεσμεύουν τα θειικά.“

“Η τεχνολογία θα μπορούσε επίσης να έχει εφαρμογές στην ιατρική, όπως να βοηθά στη διοχέτευση χλωριούχων και διττανθρακικών ιόντων μέσω των κυτταρικών μεμβρανών για τη θεραπεία ασθενειών που περιλαμβάνουν ελαττωματική μεταφορά ιόντων όπως η κυστική ίνωση.“

“Αυτή είναι μόνο η αρχή — είμαστε ενθουσιασμένοι που βλέπουμε πώς αυτή η θεμελιώδης επιστήμη μπορεί να εφαρμοστεί σε όλα τα είδη των πεδίων.“

Η ερευνητική εργασία δημοσιεύεται στο Nature Chemistry.

Επιστημονικό Άρθρο:

Liuyang Jing, Evelyne Deplazes, Jack K. Clegg, Xin Wu. A charge-neutral organic cage selectively binds strongly hydrated sulfate anions in water. Nature Chemistry, 2024.