美欧寻求利用 AI 寻找 “永久性化学品” PFAS 替代品

美欧寻求利用AI寻找“永久性化学品”PFAS替代品美欧贸易与技术委员会声明草案显示，欧盟和美国计划利用人工智能来寻找半导体制造业中普遍存在的所谓永久化学品的替代品。声明称，“我们计划继续努力寻找在芯片中使用全氟和多氟烷基物质(PFAS)替代品的研究合作机会。例如，我们计划探索人工智能能力和数字孪生的使用，以加速发现合适的材料，以取代半导体制造中的PFAS。”PFAS通常被称为“永久性化学品”，被广泛应用于工业生产中，但也会出现在人类身体、食物和水中，该物质不会自然分解。

研究人员利用阳光将废水转化为有价值的化学品

研究人员利用阳光将废水转化为有价值的化学品传统方法的挑战传统的化学制造依赖于能源密集型工艺。半导体生物混合材料将高效的光捕获材料与优质的活细胞相结合，在利用太阳能进行化学生产方面取得了令人兴奋的进步。然而，挑战在于找到一种经济可行且环保的方法来扩大这项技术的规模。在这项研究中，研究人员着手将废水中的污染物直接在废水环境中转化为半导体生物混合物。该概念涉及利用废水中存在的有机碳、重金属和硫酸盐化合物作为构建这些生物混合物的原材料，然后将它们转化为有价值的化学品。深圳先进技术研究院和哈尔滨工业大学的研究人员开发了一种利用阳光将废水污染物转化为有价值的化学品的方法。该工艺使用直接从废水污染物中产生的半导体生物混合体，利用太阳能进行化学生产。图片来源：SIAT废水的复杂性和解决方案然而，实际工业废水的主要有机污染物、重金属和复杂污染物的成分通常各不相同，这些污染物往往对细菌细胞有毒且难以有效代谢。它还含有高含量的盐和溶解氧，需要具有好氧硫酸盐还原能力的细菌。因此，利用废水作为细菌原料具有挑战性。为了克服这个问题，研究人员选择了一种快速生长的海洋细菌——Vibrionatriegens，它对高盐浓度具有特殊的耐受性，并且能够利用各种碳源。他们在V.natriegens（纳特里根弧菌，一种革兰氏阴性海洋细菌）中引入了需氧硫酸盐还原途径，并训练工程菌株利用不同的金属和碳源，以便直接从此类废水中生产半导体生物杂交体。他们生产的主要目标化学品是2,3-丁二醇(BDO)，这是一种有价值的商品化学品。通过改造V.natriegens菌株，他们产生了硫化氢，这在促进有效吸收光的CdS纳米颗粒的生产中发挥了关键作用。这些纳米颗粒以其生物相容性而闻名，能够原位创建半导体生物杂交体，并使非光合细菌能够利用光。结果表明，这些阳光激活的生物杂交体表现出显着增强的BDO产量，超过了仅通过细菌细胞即可实现的产量。此外，该工艺还表现出可扩展性，利用实际废水实现了5升规模的太阳能驱动的BDO生产。高教授表示：“与传统的细菌发酵和基于化石燃料的BDO生产方法相比，生物混合平台不仅具有较低的碳足迹，而且还降低了产品成本，从而总体上对环境的影响较小。值得注意的是，这些生物混合物可以利用各种废水源来生产。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391585.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391585.htm

研究：有毒的PFAS化学品使全球各地的雨水无法安全饮用

研究：有毒的PFAS化学品使全球各地的雨水无法安全饮用欧洲的研究人员近日发表了一篇引人注目的新评论文章，其认为某些危险化学品的全球传播是非常普遍，以至于在世界各地的雨水中都能发现不安全水平的全氟烷基物质(PFAS)--包括南极洲和青藏高原等偏远地区。资料图在过去的20年时间里，许多PFAS化学品已经从生产环境中被淘汰，因为有大量的证据显示其对人类健康有潜在的毒性影响。然而PFAS经常被称为“永远的化学品”，因为它们在我们的环境中的影响是持久的，仅仅因为我们停止使用这些化学品中的一些并不意味着它们已经立即从我们的世界中消失了。发表在《EnvironmentalScience&Technology》上的一篇新文章发现，近年来，随着我们对这些化学品实际毒性的了解越来越多，推荐的安全PFAS水平持续下降。而现在，许多指南推荐的安全PFAS水平低于自然环境中的基线水平。这项研究的论文第一作者IanCousins指出：“在过去的20年里，饮用水中PFAS的指导值有了惊人的下降。如在美国，PFAS类中一种众所周知的物质，即致癌的全氟辛酸(PFOA)的饮用水指导值已经下降了3750万倍。”2022年6月，美国环境保护局(EPA)提出，终生暴露于饮用水中“接近零”水平的全氟辛酸可能会对健康产生负面影响。根据这篇新文章，问题是世界各地的雨水中的全氟辛酸水平现在已经超过了环保局新建议中指出的安全阈值。这包括从南极洲和青藏高原等特别偏远的地方采集的水样。Cousins补充道：“根据美国对饮用水中全氟辛酸的最新指导方针，各地的雨水将被判定为不安全的饮用水。虽然在工业世界里，我们不经常喝雨水，但世界各地的许多人都希望雨水可以安全饮用，它为我们提供了许多饮用水源。”新研究侧重于我们一般环境中的四种具体的PFAS污染物。在大多数情况下，该研究指出，近年来全球对这四种化学品的使用已经大大减少，但由于它们在环境中的持久性，它们可能会在未来许多年内不断地在水圈中循环。“所以现在，由于PFAS的全球蔓延，各地的环境介质将超过旨在保护人类健康的环境质量准则，而我们在减少PFAS污染方面能做的很少，”共同作者MartinScheringer解说道，“换句话说，专门为PFAS定义一个地球边界是有意义的，正如我们在论文中得出的结论，这个边界现在已经被超过了。”也许这篇新文章中最大的担忧是，这些化学品在雨水中的存在实际上是不可逆的。虽然这四种PFAS化学品的低水平暴露对健康的广泛长期影响仍不清楚，但研究人员强调，还有几十种较少研究的PFAS化合物仍在使用。研究中提到的这几种有问题的PFAS化学品可能只是“冰山一角”，研究人员最终呼吁迅速限制这一类化学品的使用。文章总结道：“鉴于人类的化学足迹对地球健康的影响，通过尽可能地迅速限制PFAS的使用以避免大规模和长期的环境和人类接触PFAS的问题进一步升级是非常重要的。此外，正如我们自己和其他人之前所说的，社会不应不断重复其他持久性化学品的错误。”...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1301893.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1301893.htm

科学家在快餐包装中发现有毒的PFAS永久化学品

科学家在快餐包装中发现有毒的PFAS永久化学品PFAS（全氟和多氟烷基物质）是一组合成化学品，由于其防水和防油的特性而被用于各种产品。它们通常存在于不粘锅、防水服和消防泡沫中。PFAS可以在环境中持续很长时间，并与各种健康问题有关，包括癌症、甲状腺疾病和发育问题。发表在《环境科学与技术通讯》杂志上的这项研究显示，食品包装可以通过污染我们消费的食物，使人们接触到PFAS，这些化学品与严重的健康影响有关，如癌症风险升高和对免疫系统的伤害。此外，在处理时，包装会将PFAS带入环境中，而这些持久性物质永远不会降解。为了应对健康和生态危害，美国11个州已经禁止在大多数食品包装中使用PFAS，两家领先的餐饮连锁店已经承诺在2025年前从他们的业务中消除PFAS。"随着加拿大限制食品服务器皿中的一次性塑料，我们的研究表明，我们认为更好的替代品，如纸包装和可堆肥碗，毕竟不是那么安全和'绿色'。事实上，它们可能会损害我们的健康和环境--从我们的空气到我们的饮用水，因为它们提供了接触PFAS的直接途径，"多伦多大学地球科学系和环境学院的教授、研究报告的共同作者MiriamDiamond说。在这项研究中，研究人员从多伦多的快餐店收集了42个纸质包装纸和碗，并测试了它们的总氟含量，这是PFAS的一个指标。然后他们完成了对其中8个总氟含量高的样品的详细分析。以纤维为基础的模制碗，在市场上被称为"可堆肥"，其PFAS含量比甜甜圈和糕点袋高3到10倍，PFAS被添加到这些碗和袋中作为防水和防油剂。PFAS是一个由大约9000种人造化学物质组成的复杂群体，其中很少有人对其毒性进行过研究。一种已知的有毒的PFAS--6:2FTOH（6:2氟代尔醇）--是在这些样品中检测到的最丰富的化合物。在所有测试的加拿大快餐包装中普遍存在的其他PFAS可以转化为这种化合物，从而增加了消费者对它的接触机会。研究人员首次在食品包装中检测到几种PFAS，显示出追踪这一大型化合物家族的存在是多么困难。重要的是，研究人员发现，产品储存两年后，PFAS的浓度下降了85%，这与聚合型PFAS--一种由较大分子组成的类型不会降解并从产品中逸出的说法相矛盾。食品包装中的PFAS释放到室内空气中，为人类接触这些化学品提供了另一个机会。"在食品包装中使用PFAS是用一种有害的选择--一次性塑料--替代另一种有害的选择，这是令人遗憾的。我们需要加强监管，推动使用不含PFAS的纤维食品包装，"Diamond说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1355513.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1355513.htm

纸吸管并不那么环保 90%含有有毒化学品PFAS

纸吸管并不那么环保90%含有有毒化学品PFAS人类主要通过食物和饮用水接触到PFAS。此外，许多食品包装材料和塑料袋也可能含有PFAS，这些物质会转移到我们食用的食物中。2021年，美国的一项研究发现植物性吸管中含有全氟辛烷磺酸，比利时安特卫普大学的研究人员对各种材料制成的吸管进行了分析，以了解欧洲是否也存在同样的情况。研究人员测试了39种不同品牌的吸管，材质包括纸、玻璃、竹子、不锈钢和塑料，并分析了其中29种不同的PFAS化合物。大多数受测品牌（69%）都含有全氟辛烷磺酸，共检测出18种不同的全氟辛烷磺酸。纸吸管最有可能含有全氟辛烷磺酸，在90%的受测品牌中都检测到了这种化学物质，尽管浓度差异很大。全氟辛酸（PFOA）是一种与高胆固醇、免疫反应降低、甲状腺疾病以及肾癌和睾丸癌增加有关的化合物，最常被检测到。全氟辛酸已于2020年被全球禁用。同时检测到的还有三氟乙酸（TFA）和三氟甲磺酸（TFMS），这些超短链PFAS具有很强的水溶性，因此可能会从吸管中渗入饮料中。以竹材质打造的吸管的情况只比纸吸管好一点，在80%的受测品牌中都发现了PFAS。在75%的塑料吸管和40%的玻璃吸管中都发现了这种化学物质。在所检测的钢制吸管中均未检出PFAS。该研究的通讯作者ThimoGroffen说："用纸和竹子等植物材料制成的吸管通常被宣传为比塑料吸管更可持续、更环保。然而，这些吸管中存在的全氟辛烷磺酸意味着事实并不一定如此。"研究人员说，PFAS的浓度很低，对人体健康构成的风险很小。然而，PFAS的问题在于它们具有生物累积性，这意味着它们会随着时间的推移而累积，因为它们会被吸收，但不会被排出体外。格罗芬说："少量的全氟辛烷磺酸虽然本身并无害处，但会增加体内已有的化学负荷。"研究人员说，虽然这项研究没有确定全氟辛烷磺酸是添加到吸管中的，还是污染的结果--例如，来自种植植物性材料的土壤--但几乎每个品牌的纸吸管中都存在这种化学物质，这意味着在某些情况下，全氟辛烷磺酸很可能被用作防水涂层。这项研究也没有检查PFAS是否从吸管中渗出，进入吸管中的液体。为了安全起见，研究人员建议人们开始使用不锈钢吸管，或者完全弃用吸管。格罗芬说："纸吸管和竹吸管中存在的PFAS表明，它们不一定是可生物降解的。我们在不锈钢吸管中没有检测到任何PFAS，因此我建议消费者使用这种类型的吸管--或者干脆避免使用吸管。"这项研究发表在《食品添加剂和污染物》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1379463.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1379463.htm

金纳米粒子催化剂有助于将塑料废料转化为有用的化合物

金纳米粒子催化剂有助于将塑料废料转化为有用的化合物金纳米粒子催化剂可以回收聚酯和生物质来自东京都立大学的研究人员发现，支持在氧化锆表面的金纳米粒子有助于将像生物质和聚酯这样的废料变成有机硅烷化合物，这是用于广泛用途的宝贵化学品。新方案利用了金纳米粒子和氧化锆支持物的两性（酸和碱）性质之间的合作。其结果是一个需要较少条件的反应，以及一个更环保的废物升级回收方法。循环利用是人类解决全球塑料垃圾问题的一个重要部分。它的大部分内容是将塑料垃圾变成塑料产品。然而，科学家们也一直在探索其他方法，以鼓励将废物材料作为一种资源使用。这包括升级再造，将废料转化为全新的化合物和产品，这些化合物和产品可能比用来制造它们的材料更有价值。醚和酯在由安装在氧化锆基底上的金纳米粒子组成的混合催化剂存在下与二硅烷反应。金纳米粒子的存在以及支持物上的酸性和碱性位点有助于将醚和酯基转化为硅烷基。资料来源：东京都立大学由三浦宏树副教授领导的东京都大学的一个研究小组一直致力于将塑料和生物质转化为有机硅烷，有机硅烷是连接有硅原子的有机分子，形成碳硅键。有机硅烷是高性能涂料的宝贵材料，也是生产药品和农用化学品的中间体。然而，硅原子的添加往往涉及对空气和水分敏感的试剂，需要高温，更不用说苛刻的酸性或碱性条件可能使转换过程本身成为环境负担。现在，该团队已经应用了一种混合催化剂材料，由支持在氧化锆载体上的金纳米粒子组成。该催化剂采用醚基和酯基，这两种基团在聚酯等塑料和纤维素等生物质化合物中都很丰富，并帮助它们与一种被称为二硅烷的含硅化合物发生反应。在溶液中温和加热的情况下，他们成功地在酯或醚基所在的地方创建了有机硅烷基团。通过对机制的详细研究，该团队发现，金纳米粒子和支持物的两性（包括碱性和酸性）性质之间的合作是在温和条件下有效、高产地转换原材料的原因。鉴于塑料垃圾处理通常需要燃烧或苛刻的酸性/碱性条件，该工艺本身已经提供了一条在要求低得多的条件下分解聚酯的简便途径。然而，这里的关键点是，反应的产物本身是有价值的化合物，可以用于新的应用。该团队希望，这条生产有机硅烷的新路线构成了我们通往碳中和未来的途径的一部分，在那里，塑料不会进入环境，而是成为社会中更有用的产品。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350321.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350321.htm