Ученые из Аризонского университета придумали новый способ ликвидировать запасы опасных химикалий – с помощью одних лишь звуковых волн. На складах ВВС США скопилось почти 11 миллионов литров противопожарной пены, содержащей токсичные органические соединения. И Маниш Кесвани (Manish Keswani), вместе с Рейес Сьеррой (Reyes Sierra), получили от военных большой грант на внедрение инновационного звукохимического процесса: акустические волны расщепляют сложные молекулы токсинов на углекислый газ и воду.
«Успех сонолиза зависит от процесса кавитации [порообразования]. При определенных условиях звуковые волны создают пузырьки, которые быстро лопаются, выпуская мощную ударную волну. Выделяется чудовищное количество тепловой энергии и множество высокоактивных радикалов – всё это может полностью уничтожит окружающее вещество», – рассказывает Кесвани.
Кавитацию широко применяют в медицине.
Встречается она и в природе. Ударно-волновая литотрипсия помогает врачам уничтожить почечные камни, а раки-богомолы атакуют добычу с такой большой скоростью (как у пули сразу после выстрела), что в воде между ними и жертвой появляются кавитационные пузырьки. Даже если ракообразным не удастся поразить жертву, ударные волны оглушат и прикончат ее.
Тепловая энергия от кавитации ломает связи, которые удерживают вместе большие молекулы – сульфонаты перфторалкила и карбоксилаты (PFC), содержащиеся в противопожарной пене.
Эти токсичные PFC тяжело разлагаются и оседают в окружающей среде и тканях тела.
«Использование множества акустических частот – вот инновационный аспект нашей акустической технологии», – рассказывает Сьерра.
Их система использует и ультразвуковые (20–100 килогерц), и другие (>0,5 мегагерц) частоты.
Итоговый продукт должен быть способен доводить токсичные вещества до сверхвысоких температур и добиваться нужной концентрации окисляющих радикалов.
Также Кесвани и Сьерра разработали электрохимический «зонд», способный быстро и дешево выявить оптимальные химические и акустические условия для разложения химикалий.
Комментарии
То, что под действием кавитации могут отвалиться карбоксильная и сульфогруупа, я еще могу как-то поверить, но то, что от этого развалится перфторалкильный радикал - сомневаюсь. А если и развалиться, то образует достаточно токсичную плавиковую кислоту - фтористый водород.
Комментарий удален модератором
Ультразвук широко используется для диспергирования различных веществ в воде, для получения эмульсий и дисперсий и считается щадящим методом
Даже если образуются локальные точки с высокой температурой, то будут разложены соединения только в локальных микрообъемах.
Чтобы разложить всю отраву, в любом случае придется прогреть весь объем жидкости, а нагрев ультразвуком далеко не самый дешевый.
Кроме того, у любой реакции с органикой есть кинетика и тут тоже много вопросов.
Речь идет об активной фторорганике. А активная означает реакционноспособная.
Кстати, вам попадала разбавленная плавиковка на кожу?
Щиплется, зараза, на порядок сильнее соляной или серной, хоть и гораздо слабее.
Активная - может означать что угодно - соли перфторкислот и перфторсульфонатов - мощные ПАВ, т.е весьма активные ПАВы которые к тому же негорючи.
Поверхностная активность не совсем та, которая может представлять опасность (и не совсем активность), хотя микроорганизмы от нее и дохнут из-за разрушения липидных мембран.
Что они делают? Радикалы жрут?
Кроме того, чтобы получить из органики углекислый газ и воду, не обойтись без кислорода или окислителей типа перекиси водорода.
В общем, как-то стремно все это выглядит. Хотя, если бюджет позволяет, то можно и китайцев с палочками посадить, чтобы разбирали молекулы на атомы. :)
Если антипирены подавляют радикальный механизм деструкции, то они подавят и сонодеструкцию.
Представьте себе, что вы вместо 0,1 г/л, добавили для стабилизации в стирол 1 г/л гидрохинона, а потом удивляетесь, что перекись бензоила его не полимеризует... :)
Антипирены чисто механически блокируют склонную к возгоранию поверхность, создавая на ней негорючую пленку с низкой теплопроводностью