برخی از مواد به صورت فلوئوروالکیل (PFA) به مراتب اسیدی تر از آنچه قبلاً تصور می شد ، تیمی به سرپرستی محققان در دانشگاه بوفالو در نیویورک شناسایی کرده اند. این مهم است زیرا این ارزش ها به پیش بینی تحرک این مواد شیمیایی پایدار در محیط زیست و تأثیر احتمالی آنها بر سلامت انسان کمک می کنند.
این تیم با استفاده از طیف سنجی با رزونانس مغناطیسی هسته ای فلوئور و پروتون (MRI) ، که دقیق تر و دقیق تر از روش های فعلی است ، تیم اسیدیته 10 نوع PFA و سه محصول تقسیم مشترک آنها را تعیین کرد. این مطالعه ثابت های تفکیک اسید را مورد بررسی قرار داده است (صkبوها) در مورد این PFA ها و دریافتند که بیشتر آنها کم تر – و در برخی موارد بسیار کوچکتر هستند – از مواردی که در مطالعات تجربی قبلی گزارش شده و توسط مدلهای شیمی محاسباتی فعلی پیش بینی شده است. پkبوها اندازه گیری استحکام اسید و تعداد کوچکتر است ، اسید قوی تر است. به عنوانkبوها قطره های حلالیت ترکیب در آب نیز احتمالاً افزایش می یابد.
PFA – همچنین به عنوان “مواد شیمیایی برای همیشه” شناخته می شود – خانواده ای با تقریباً 15000 ماده شیمیایی مصنوعی هستند که از دهه 50 در محصولات مصرفی در سراسر جهان مورد استفاده قرار می گیرند. همه آنها یک زنجیره کربن مشخصه را با بسیاری از اتم های فلوئور متصل به اشتراک می گذارند. آنها به راحتی در محیط تخریب نمی شوند ، زیرا اتصال کربن -فلوئید از جمله قدرتمندترین موجود موجود است. خصوصیات منحصر به فرد این مواد ویژگی هایی مانند دافع روغن ، چربی و آب و همچنین مقاومت دما و کاهش اصطکاک را نشان می دهد. به عنوان مثال این به ایجاد محصولاتی که غیر استیک و لکه دار هستند ، کمک می کند.
با این حال ، PFA ها همچنین در محیط زیست بسیار متحرک هستند و بیولوژیکی ، و همچنین زیست توده ، زنجیره غذایی را بالا می برند. PFOA و PFOS – بهترین مورد مطالعه این مواد – با شرایط جدی بهداشتی مانند اختلالات تولید مثل و رشد ، کاهش عملکرد سیستم ایمنی و برخی از سرطان ها همراه است.
محققان بوفالو مجموعه داده های جزئی NMR را با پیش بینی های محاسباتی افزایش می دهند تا به یک P دقیق تر برسندkبوها مقادیر مطابق مطالعه الكساندر هوپكر ، نویسنده مسئول ، بیوشیمیست متقاطع رشته ای برای تحقیق و توسعه و یك دانشمند علمی ارشد در انستیتوی مطالعه و آموزش در بوفالو در زمینه انرژی ، محیط زیست و آب (تجدید).
این اکتشافات نشان می دهد که اندازه گیری های قبلی اسیدیته مواد شیمیایی PFAS را دست کم گرفته استحرف بنابراین ، همکار هوپکر و مطالعه دایانا آگا ، شیمیدان و مدیر تجدید ، نشان می دهد که توانایی این مواد برای ادامه و توزیع در محیط نیز به طور نادرست مشخصه است.
در مثال نهایی ، صkبوها اسید دیمر اکسید هگزا فلوروپروپیل ، که به عنوان Gen-X نیز شناخته می شود ، تقریباً 1000 برابر کمتر از اندازه گیری نشان داده شده در یک مطالعه قبلی است. تیم همچنین P را تعیین کردkبوها مقادیر برای چندین PFA برجسته که قبلاً هرگز اندازه گیری نشده اند.
دقیق تر Pkبوها اندازه گیری ها بر رفتارهای PFA در محیط روشن می شود. پkبوها PFA ها همچنین می توانند بر چگونگی چنین شیمیایی بیولوژیکی در بدن فرد تأثیر بگذارند. آگا گفت: “به عنوان مثال ، اگر یک ماده شیمیایی در آب راحت تر باشد ، از نظر جسمی بیشتر است و در صورت عدم پردازش صحیح ، احتمالاً به منابع آب آشامیدنی ما می رسد.”
هوپکر می گوید یکی از دلایل اصلی اینکه اندازه گیری های علمی قبلی از اسیدیته PFA دست کم گرفته اند این است که Pkبوها این مواد به طور سنتی با اندازه گیری های شیمیایی فله ای تعیین می شوند ، که مایعات را به عنوان یک کل اندازه گیری می کند ، زیرا مطابق با تغییر pH محلول حاوی PFA است. وی گفت: “مشکل این مسئله این است که شما باید حسابداری کامل فلوراید داشته باشید ، در غیر این صورت آن را اشتباه خواهید گرفت.”
معتاد به شیشه دیگر
با این حال ، گزارش فلوراید بسیار پیچیده است زیرا بیشتر PFA ها دارای میل به شیشه هستند که به طور گسترده در تحقیقات استفاده می شود. وی می گوید: “در حالی که لوله های MRI از شیشه نیز ساخته شده اند ، نظارت مستقیم NMR از چرخش های هسته ای فلورین یا پروتون … اساساً به طور خودکار برای چنین حوادث جذب تنظیم می شود.” “شما فلورین موجود در شیشه را نمی بینید ، فقط فلورین را که در حال حل است می بینید ، و این همه چیز مورد علاقه ماست. این به خودی خود P شما را تعیین می کندkبوهاو بنابراین شما از این فرآیندهای جذب دیگر تعصب ندارید. “
و یکی دیگر از عوامل تحریف شده Pkبوها نتایج مربوط به PFA در گذشته استفاده از حلال های آلی مانند متانول است. هرچه متانول بیشتر حاوی محلول باشد ، P بیشتر می شودkبوها خواندن ، خواندن ، می گوید. “ما محتوای متانول 10 تا 100 بار را در مقایسه با سایر مطالعات کاهش دادیم و بنابراین در عمل این اثر را از بین برد.”
گراهام پیز ، فیزیکدان دانشگاه نوترد سد در ایندیانا که در این کار شرکت نکرده است اما مطالعات فراتر از PFAS Discovery را منتشر کرده است ، این مطالعه را “بخش بسیار کاملی از کار تجربی” می نامد. او می گوید احتمال بسیاری از PFA ها اسیدی تر از فکر کمک به توضیح اینکه چرا آنها در آب محلول هستند و به راحتی در همه جای محیط به دست می آیند ، اسیدی تر است.
Peaslee Peaslee می گوید: “من نمی دانم متوسط غیر شیمیایی بیش از حد به این کار علاقه مند است ، اما فکر می کنم مدل هایی را که افراد برای پیش بینی حلالیت هزاران PFA دیگر که هنوز اندازه گیری نشده اند ، شکل می دهد.” دنیای شیمی. “و برای این منظور ، برای شیمیدانان برای مقایسه مدل های رایانه ای خود برای شیمیدانان هیجان انگیز است.”
رابرت پاتون ، یک شیمیدان محاسبه شده در دانشگاه ایالتی کلرادو ، موافق است. او می گوید طرح آزمایشی این تیم از چندین مورد از چالش های مربوط به حجم سنتی P جلوگیری می کندkبوها روش های اندازه گیری و اینکه این مقادیر اصلاح شده “برای تلاش های مداوم ما برای درک و مدل سازی حمل و نقل ، پراکندگی و بیولوژیکی” ارزشمند خواهد بود.
