Durchbruch im Kampf gegen "Ewigkeitschemikalien"

Mit Supersäuren gegen Ewigkeitschemikalien PFAS kann man nicht riechen oder schmecken und sie werden verdächtigt, Krebs zu verursachen, unfruchtbar zu machen und das Immunsystem zu schwächen. Wenn sie einmal in die Umwelt gelangt sind, bleiben sie dort für sehr lange Zeit, denn die Stoffe können weder durch Wasser noch durch Licht oder Bakterien zeitnah abgebaut werden. Gerade weil PFAS so beständig sind, werden sie vielfältigeingesetzt, etwa für Regenjacken, Pfannen oder Baustoffe. Und immer wieder werden Flächenentdeckt, die mit hohen Konzentrationen von PFAS kontaminiert sind.

Forschenden des Katalyse-Exzellenzclusters UniSysCat der TU Berlin ist es erstmals gelungen, eine bereits theoretisch vorhergesagte Klasse von sogenannten Super-Lewis-Säuren herzustellen, die das Element Silizium sowie ein Halogenatom enthalten. Diese Verbindungen gehören zu den stärksten bisherher gestellten Lewis-Säuren und können auch sehr stabile chemische Bindungen aufbrechen. Damit sind sie von großem Interesse für Recyclingprozesse und das Konzept der Grünen Chemie, beispielsweise fürden Abbau von gesundheitsschädlichen per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS), auch bekanntals "ewige Chemikalien". Das Besondere: Durch einen Kreislaufprozess innerhalb der Abbau-Reaktion werden diese Lewis-Säuren nicht verbraucht und könnten daher zukünftig wie Katalysatoren wirken. Die Ergebnisse wurden jetzt im Fachmagazin Nature Chemistry veröffentlicht.

Bis vor kurzem wurden diese Super-Lewis-Säuren mit Silizium und Halogenen nur theoretischvorhergesagt. Denn ihre Herstellung ist alles andere als einfach. Im Jahr 2021 gelang den Wissenschaftler:innen an der TU Berlin ein Durchbruch, als sie erstmals das Verfahren der "Protolyse" zur Erzeugung von Super-Lewis-Säuren anwandten, bei dem in einem Zyklus einzelne chemische Gruppen von einer Verbindung abgetrennt werden, um eine neue zu synthetisieren. Vereinfacht gesagt geht es hier darum, bewährte Prozesse aus der Kohlenstoffchemie auf die Siliziumchemie zu übertragen.