Wetenschappers uit vijf Europese landen hebben hun krachten gebundeld om de volgende generatie 'chemische neuzen' te ontwikkelen om industriële verontreinigende stoffen uit het milieu te verwijderen. De Europese Commissie heeft 2,9 miljoen euro toegewezen om het Horizon2020 FET-OPEN-project INITIO te financieren, dat onderzoekers van TalTech en vijf andere universiteiten, experts van Interspectrum OÜ die in Estland actief is en een Italiaans bedrijf samenbrengt in een internationaal onderzoeksproject.

De onderzoeksgroep supramoleculaire chemie van de School of Science van de Technische Universiteit van Tallinn heeft, voor vijf jaar, bezig met het bouwen van receptormoleculen van de nieuwe generatie die pesticiden en andere industriële verontreinigende stoffen die gevaarlijk zijn voor het milieu zouden detecteren en verzenden. Dergelijke slimme 'elektronische neus-apparaten' zouden het mogelijk maken om schadelijke gifstoffen te verwijderen voordat ze in het milieu terechtkomen.

Het hoofd van de onderzoeksgroep supramoleculaire chemie, Professor Riina Aav zegt:"Omgaan met vervuilende stoffen in het milieu wordt een steeds groter probleem. Een relatief onbekende reden hiervoor is dat veel landbouwpesticiden en farmaceutische medicijnen die in het milieu terechtkomen 'chiraal' zijn, wat betekent dat ze bestaan ​​in twee niet-superponeerbare vormen (zoals linker- en rechterhand). Deze moleculaire gril maakt het moeilijk voor de technologieën voor verontreinigingsbeheersing om veel van deze verontreinigende stoffen te identificeren en te verwijderen en dit kan niet worden bereikt met traditionele analysemethoden."

'Chiraliteit' van stoffen heeft ook impact op het milieu waar ze vrijkomen. Bijvoorbeeld, een van hun vormen kan giftiger zijn dan de andere en de chiraliteit van de moleculen kan hun milieudegradatie rechtstreeks beïnvloeden. Chirale verontreinigende stoffen worden aangetroffen in pesticiden, herbiciden, fungiciden, freon-vervangers, kleurstoffen, antibiotica en vele andere medicijnen. In de meeste gevallen hebben we geen idee van hun milieu-impact.

Het samenwerkende INITIO-consortium zal dit belangrijke probleem aanpakken door eerst moleculen te ontwikkelen die fungeren als receptoren - die specifieke verontreinigende stoffen herkennen - en deze vervolgens te integreren met slimme nanostructuren om apparaten te creëren die direct in het veld kunnen worden ingezet om de verontreinigende stoffen te detecteren en te vernietigen. Deze apparaten zullen in wezen functioneren als 'chemische neuzen' door de specifieke industriële verontreinigende stoffen op te snuiven, waardoor hun verwijdering en vernietiging wordt vergemakkelijkt.

Onze onderzoeksgroep gaat de receptor-moleculen voor deze chemische neuzen bouwen. We gaan containermoleculen maken, de 'hemicucurbiturils', die onlangs zijn ontwikkeld in het project gefinancierd door de Estonian Research Council. Onze onderzoekers zullen ook chirale moleculaire systemen bouwen met herkennings- en signaleringsfuncties om de aanwezigheid van specifieke verontreinigende stoffen te signaleren, bijv. door van kleur te veranderen, ' zegt professor Aav.

Het samenwerkingsproject loopt af in 2021 en het uiteindelijke doel van het project is om een ​​veel effectievere technologie te ontwikkelen voor het reinigen van het milieu.