Un complex de fier descompune un poluant persistent cu ajutorul luminii
Cercetătorii de la Universitatea din Michigan au dezvoltat o metodă prin care nitrații, compuși stabili folosiți în îngrășăminte, pot fi transformați în substanțe reutilizabile. Studiul, condus de chimistul Nathaniel Szymczak, a fost publicat în revista Nature Chemistry.
Nitrații se află în spatele înfloririi algale dăunătoare și al unor cazuri de contaminare a apelor subterane. Deși sunt componente esențiale ale îngrășămintelor, stabilitatea lor ridicată îi face dificil de redus și de eliminat din mediu. Potrivit cercetătorilor, suprafertilizarea culturilor duce la scurgeri masive de nitrați în pâraie, ape subterane, lacuri și oceane, iar sistemele biologice nu pot compensa acest dezechilibru.
Pentru a aborda problema, echipa a studiat modul în care natura gestionează nitrații. Proteinele transportatoare de nitrat leagă nitrații prin legături de hidrogen, aflate într-un înveliș de molecule numit „sfera secundară”. Pornind de la această observație, cercetătorii au creat un complex de fier înconjurat de o sferă secundară de legături de hidrogen, pe care le-au ajustat pentru a capta selectiv nitrații și a-i pregăti pentru reacția chimică următoare.
Când reacția a fost declanșată cu ajutorul căldurii, complexul de fier a extras atomi de oxigen din nitrat, transformându-l în oxid nitric. Când a fost folosită lumina, complexul a îndepărtat complet atomii de oxigen, convertind nitratul în amoniac. Oxidul nitric are aplicații medicale, inclusiv în reducerea tensiunii arteriale, iar amoniacul poate fi refolosit ca îngrășământ.
Szymczak a declarat că descoperirea pune bazele dezvoltării unor metode de eliminare a nitraților din mediu. El a explicat că înțelegerea comportamentului moleculei de nitrat și a modului în care aceasta poate fi redusă este necesară înainte de a crea dispozitive utilizabile în stații de tratare a apelor uzate. „Oferim o foaie de parcurs pentru a realiza etapa dificilă de reducere, pe care sperăm că o vom putea traduce în sisteme inginerești utilizate în viitor”, a spus cercetătorul.
Potrivit autorilor, soluțiile pentru probleme de amploare necesită studii fundamentale care să dezvolte principii și modalități noi de transformare moleculară. Rezultatele oferă o direcție pentru cercetări viitoare privind reducerea nitraților și reciclarea acestora.
