Forskere skaber nye kemiske næser for at befri miljøet for industrielle forurenende stoffer

Forskere fra fem europæiske lande er gået sammen om at udvikle næste generations 'kemiske næser' for at fjerne industrielle forurenende stoffer fra miljøet. Europa-Kommissionen bevilgede 2,9 millioner euro til finansiering af Horizon2020 FET-OPEN-projektet INITIO, der vil samle forskere fra TalTech og fem andre universiteter samt eksperter fra Interspectrum OÜ, der opererer i Estland, og en italiensk virksomhed i et internationalt forskningsprojekt.

Den supramolekylære kemiforskningsgruppe ved Science School of Tallinn University of Technology har, i fem år, været engageret i at opbygge ny generations receptormolekyler, der ville detektere og sende signaler om pesticider og andre industrielle miljøgifte. Sådanne smarte 'elektroniske næseindretninger' ville gøre det muligt at fjerne skadelige toksiner, inden de frigives til miljøet.

Lederen af ​​forskningsgruppen for supramolekylær kemi, Professor Riina Aav siger, "Håndtering af forurenende stoffer i miljøet er ved at blive et stadigt stigende problem. En relativt ukendt årsag til dette er, at mange landbrugspesticider og farmaceutiske lægemidler, der kommer ind i miljøet, er 'chirale', hvilket betyder, at de findes i to former, der ikke kan overlejres (som venstre og højre hånd). Denne molekylære finurlighed gør det svært for forureningsbekæmpelsesteknologierne at identificere og fjerne mange af disse forurenende stoffer, og dette kan ikke opnås ved traditionelle analysemetoder. "

'Chiralitet' af stoffer har også indflydelse på miljøet, hvortil de frigives. For eksempel, en af ​​deres former kan være mere toksisk end den anden, og chiraliteten af ​​molekylerne kan direkte påvirke deres miljøforringelse. Kirale forurenende stoffer findes i pesticider, herbicider, fungicider, freon substitutter, farvestoffer, antibiotika og mange andre lægemidler. I de fleste tilfælde aner vi ikke deres miljøpåvirkning.

Det samarbejdende INITIO -konsortium vil løse dette store problem ved først at konstruere molekyler, der fungerer som receptorer - der genkender specifikke forurenende stoffer - og derefter integrere dem med smarte nanostrukturer for at oprette enheder, der kan indsættes direkte i feltet til at opdage og ødelægge forurenende stoffer. Disse enheder fungerer hovedsageligt som 'kemiske næser' ved at snuse de specifikke industrielle forurenende stoffer, dermed lette deres fjernelse og ødelæggelse.

Vores forskningsgruppe vil bygge receptormolekylerne til disse kemiske næser. Vi vil lave beholdermolekyler, 'hemicucurbiturils', som for nylig blev udviklet i projektet finansieret af Estonian Research Council. Vores forskere vil også bygge kirale molekylære systemer med genkendelses- og signalfunktioner til at markere tilstedeværelsen af ​​specifikke forurenende stoffer, f.eks. ved at ændre farve, ”Siger professor Aav.

Samarbejdsprojektet slutter i 2021, og det endelige mål med projektet er at udvikle en meget mere effektiv teknologi til rengøring af miljøet.