טפלון: כימאים מפרקים קשרים מזיקים

חוזקו הרב הזה של הקשר פחמן-פלואור, הגורם לו להיות מועיל ביישומים כה רבים מוביל גם להשפעות מרובות על יצירת גזי-חממה העמידים לאורך זמן בטבע

כולנו אוהבים את הדרך בה החביתה של ארוחת הבוקר מחליקה ממחבת הטפלון הביתי ללא השארת פיסות מטרידות של הביצים במחבת. אכן, הקשר פחמן-פלואור, עליו מתבססים כל כלי-הבישול מטפלון, כה מועיל עד כי אנו משתמשים בו גם בהלבשה, בחומרי-סיכה, במקררים, בחומרי-הרדמה, במוליכים-למחצה ואפילו בתחליפי דם.

אולם, דווקא חוזקו הרב הזה של הקשר פחמן-פלואור, הגורם לו להיות מועיל ביישומים כה רבים מוביל גם להשפעות מרובות על יצירת גזי-חממה העמידים לאורך זמן בטבע.

במחקר חלוצי שמתפרסם בכתב-העת היוקרתי Science חוקרים מאוניברסיטת ברנדייס שבארה”ב (Brandeis) מדווחים כי הם זיהו קטליזאטור המסוגל לשבור באופן יעיל את הקשר פחמן-פלואור ולהמירו בקשר פחמן-מימן ובכך להפכו לבלתי-מזיק לסביבה.

כלורו-פלואורופחמנים (Chlorofluorocarbons, CFCs) או פריאונים (freons) הינם חומרים מזיקים לשכבת האוזון. הידרו-פלואורופחמנים (HFCs) ועל-פלואורופחמנים (PFCs) גורמים לדאגה ציבורית מכיוון שהם נחשבים לעל-גזי חממה (super-greenhouse gases) בעלי פוטנציאל רב יותר להזיק לסביבה ע”י לכידת קרינת השמש וקיומם באטמוספרה ללא אפשרות להריסתם.

“מאוד קשה להמיר את הקשר פחמן-פלואור לסוגי קשר אחרים בתנאים רגילים מכיוון שהוא אינרטי ובלתי-פעיל; זהו אתגר רציני עבור הכימאים,” אומר הכותב הראשי הכימאי Oleg Ozerov. “אולם אנו מצאנו דרך לקחת את הקשר פחמן-פלואור שלא ניתן לעשות בו הרבה, לשבור אותו ולהמירו באופן נקי למשהו אחר בטמפרטורת החדר.”

באמצעות תמיכה מחקרית ממשרד האנרגיה, קרן Sloan ותאגיד מחקר אוזרוב גילה תהליך קטליטי חדיש של משפחת תרכובות מסוג קרבוראן-סיליליום (carborane-silylium) הגורם לקשרים המיוצגים ע”י הנוסחה HFCs להגיב בטמפרטורת החדר, ולהמיר את קשרי הפחמן-פלואור לקשרי פחמן-מימן. קטליזאטור הסיליליום מבצע את המשימה החיונית של שבירת הקשר פחמן-פלואור באמצעות תלישה של יון פלואור מתרכובת הפלואורופחמן וחיבורו לאטום סיליקון. התוצר הסופי הינו תרכובת בעלת קשר סיליקון-פלואור שאינה מהווה יותר סיכון כגז-חממה.

ממצאים אלו יוכלו, בסופו של דבר, להוביל לתגובות בקנה-מידה גדול שתוכלנה להמיר מזהמים סביבתיים המכילים קשרי פחמן-פלואור לתוצרים שיוכלו להיות ממוחזרים או מושמדים ללא צורך בציוד מיוחד. “המרה של PFCs נותרה עדיין אתגר ומאמצי מחקרנו מכוונים לתכנונם של קטליזאטורים פעילים עוד יותר שיוכלו לשפעל חומרים אלו,” אמר אוזרוב.

ההודעה לעיתונות מהאוניברסיטה