Baca Juga: Dampak Perubahan Iklim: Sumber Daya Air Semakin Berfluktuasi
Baca Juga: Global Warming Mengakibatkan Berkurangnya Kadar Oksigen pada Air Minum
Kanker dan penyakit tiroid tertentu, misalnya, terkait dengan PFAS. Untuk alasan itu, menemukan cara untuk menghilangkan PFAS dari air menjadi sangat mendesak.
Para ilmuwan sedang bereksperimen dengan banyak teknologi remediasi. Namun kebanyakan dari mereka membutuhkan suhu yang sangat tinggi, bahan kimia khusus atau sinar ultraviolet dan terkadang menghasilkan produk sampingan yang juga berbahaya dan memerlukan langkah tambahan untuk menghilangkannya.
Profesor Northwestern, William Dichtel dan mahasiswa doktoral Brittany Trang memperhatikan bahwa sementara molekul PFAS mengandung "ekor" panjang ikatan karbon-fluorin yang membandel, kelompok "kepala" mereka sering mengandung atom oksigen bermuatan, yang bereaksi kuat dengan molekul lain.
Tim Dichtel membuat guillotine kimia dengan memanaskan PFAS dalam air dengan dimetil sulfoksida, juga dikenal sebagai DMSO, dan natrium hidroksida, atau alkali, yang memotong kepala dan meninggalkan ekor reaktif yang terbuka.
"Itu memicu semua reaksi ini, dan mulai memuntahkan atom fluor dari senyawa ini untuk membentuk fluorida, yang merupakan bentuk fluor paling aman," kata Dichtel.
"Meskipun ikatan karbon-fluorin sangat kuat, kelompok kepala bermuatan itu adalah titik lemah."
Akan tetapi eksperimen mengungkapkan kejutan lain, molekul tampaknya tidak berantakan seperti yang dikatakan oleh cara konvensional.
Untuk memecahkan misteri ini, Dichtel dan Trang membagikan data mereka dengan kolaborator Houk dan mahasiswa University of Tianjin Yuli Li, yang bekerja di grup Houk dari jarak jauh dari Tiongkok selama pandemi.
Para peneliti mengharapkan molekul PFAS akan menghancurkan satu atom karbon pada satu waktu, tetapi Li dan Houk menjalankan simulasi komputer yang menunjukkan dua atau tiga molekul karbon terkelupas dari molekul secara bersamaan, seperti yang diamati Dichtel dan Tang secara eksperimental.
Simulasi juga menunjukkan satu-satunya produk sampingan adalah fluoride—sering ditambahkan ke air minum untuk mencegah kerusakan gigi, karbon dioksida, dan asam format, yang tidak berbahaya.
Dichtel dan Trang mengonfirmasi produk sampingan yang diprediksi ini dalam eksperimen lebih lanjut.
"Ini terbukti menjadi serangkaian perhitungan yang sangat kompleks yang menantang metode mekanika kuantum paling modern dan komputer tercepat yang tersedia bagi kita," kata Houk.