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可視光で「永遠の化学物質」を分解する光触媒

炭素–フッ素（C–F）結合を持つ化合物にはさまざまな用途があるが、その多くは化学的に不活性であり、「永遠の化学物質」として環境中に残留する。今回、そうした化学物質を容易に分解することのできる光触媒が発見された。

燃料火災や大規模火災ではPFASを含む泡消火剤が広く使われてきた。近年の世界的な規制に伴い、他の製品と同様に代替品への置き換えが進んでいるが、環境中には既に大量のPFASが存在し、その回収・処理が必要とされている。 Credit: JanaShea/iStock Editorial/Getty

自然環境で容易に分解されない有機化合物群によって、地球が汚染されている。「永遠の化学物質」と呼ばれるこれらの化合物は、炭素（C）骨格と結合したフッ素（F）原子を多数持ち、この炭素–フッ素（C–F）結合が、洗剤や調理器具をはじめ、多くの医療機器や電子デバイス、産業用装置に有用な特性をもたらしている。しかし、そうした物質の多くは非常に毒性が強い。このたび、中国科学技術大学（USTC、安徽省合肥市）のHao Zhangら1は、可視光照射下でさまざまな「永遠の化学物質」をフッ素フリーの生成物とフッ化カリウム（KF、歯磨き剤に含まれる一般的な添加物）へと分解できる触媒を見いだし、Nature 2024年11月21日号610ページで報告した。今回の研究成果は、これらの化学的に不活性な化合物を処分する低エネルギープロセスの開発に向けて道を開くものである。

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翻訳：藤野正美

Nature ダイジェスト Vol. 22 No. 2

DOI: 10.1038/ndigest.2025.250241

原文

Catalysts degrade forever chemicals with visible light
  • Nature (2024-11-20) | DOI: 10.1038/d41586-024-03550-8
  • Jinyong Liu
  • カリフォルニア大学リバーサイド校（米国）に所属

参考文献

  1. Zhang, H., Chen, J.-X., Qu, J.-P. & Kang, Y. B. Nature 635, 610–617 (2024).
  2. Liu, Z. et al. Environ. Sci. Technol. 56, 3699–3709 (2022).
  3. Singh, R. K. et al. Environ. Sci. Technol. 54, 13973–13980 (2020).
  4. Hao, S., Choi, Y. J., Deeb, R. A., Strathmann, T. J. & Higgins, C. P. Environ. Sci. Technol. 56, 6647–6657 (2022).
  5. Gao, J. et al. Nature Water 1, 443–452 (2023).
  6. Bentel, M.J. et al. Environ. Sci. Technol. 53, 3718–3728 (2019).
  7. Trang, B. et al. Science 377, 839–845 (2022).
  8. Sheldon, D. J. et al. J. Am. Chem. Soc. 145, 10486–10490 (2023).
  9. Guelfo, J. L. et al. Nature Commun. 15, 5548 (2024).
  10. Liu, X. et al. Nature 637, 601–607 (2025).