science >> Wetenschap >  >> Chemie

Onderzoekers ontdekken methode om kankerverwekkende formaldehydeafgifte uit hout in huis te beheersen

Tegoed:Unsplash/CC0 Publiek domein

Nieuw onderzoek, gezamenlijk geleid door de Universiteit van Massachusetts Amherst en de Universiteit van Noord-Texas, vergroot ons begrip van hoe het hout in onze huizen en kantoren formaldehyde, een krachtig kankerverwekkend middel, kan afgeven in niveaus die bepaalde gezondheidslimieten kunnen overschrijden. De bevindingen, onlangs gepubliceerd in Green Chemistry , beloven de volksgezondheid te bevorderen. Hun oplossing, waarvoor het team een ​​patent heeft aangevraagd, is een effectieve, goedkope manier om de schade door formaldehyde te beperken.

Formaldehyde is een kleurloos, geurloos gas en een krachtige kankerverwekkende stof. Zelfs lage blootstellingsniveaus zijn in verband gebracht met sommige vormen van kanker en leukemie. Het is al lang bekend dat bepaalde vervaardigde huishoudelijke producten, variërend van spaanplaat tot gordijnen en tapijten, formaldehyde in woonruimtes kunnen afgeven. Hout zelf kan ook formaldehyde afgeven, en het is bekend dat bij houtverwerking bij hoge temperaturen grote hoeveelheden van de chemische stof vrijkomen.

Het blijkt echter dat hout, inclusief de houten meubels en het houtwerk in onze huizen, zelfs bij kamertemperatuur lage niveaus van formaldehyde kan afgeven. "Deze lage afgifte was al een tijdje bekend, maar niemand wist echt hoe dat formaldehyde werd geproduceerd", zegt Barry Goodell, hoogleraar microbiologie aan UMass Amherst en een van de senior auteurs van het artikel. Tot nu toe.

De sleutel is een chemisch fenomeen, dat de auteurs hebben beschreven als een "lignine-gemedieerde Fenton-reactie".

In het geval van hout werkt het als volgt:de "woodiness" van hout - zijn stijfheid en stijfheid - is te wijten aan een stof genaamd lignine, die taaie celwanden creëert. Omdat bomen in de grond groeien, nemen ze voortdurend sporen van ijzer op, een van de meest voorkomende elementen op aarde, die zich in het hout nestelen. Wanneer de boom vervolgens wordt gekapt en in hout wordt veranderd door gereedschappen die ijzer bevatten, zoals zagen en schaafmachines, worden er nog meer ijzerdeeltjes in het houtoppervlak gedreven. Lignine modificeert vervolgens het ijzer en vormt een soort zeer reactief ijzer. Wanneer dit zeer reactieve ijzer in de lucht komt, vormt het corrosieve zuurstofradicalen die zich vervolgens met de lignine combineren tot formaldehyde, dat uit het hout, in de lucht en in onze longen sijpelt.

Krediet:Yu Fu et al, Green Chemistry (2022). DOI:10.1039/D2GC02632E

Deze bevinding vertegenwoordigt een wetenschappelijke doorbraak in ons begrip van hoe formaldehyde wordt gegenereerd uit hout en houten oppervlakken bij kamertemperatuur.

Maar dat is niet alles. "Toen we eenmaal begrepen hoe deze door lignine gemedieerde Fenton-reactie werkte, en hoe deze in het bos speelde", zegt Goodell, "hadden we enkele gissingen over hoe we de reactie konden voorkomen." Antioxidanten - die vaak worden aangetroffen in ontbijtgranen om de versheid te behouden - kunnen de productie van zuurstofradicalen blokkeren, terwijl eenvoudige "chelatoren" die ijzer binden en die vaak ook in voedingsmiddelen worden aangetroffen, kunnen voorkomen dat ijzer reageert met zijn omgeving.

Het blijkt dat het experimentele werk van het team hun bevindingen met deze voedselveilige verbindingen heeft geverifieerd, en deze ingrediënten vormen de bouwsteen van een patent dat Goodell en zijn collega en co-auteur van de Universiteit van Noord-Texas, Sheldon Shi, onlangs hebben ingediend. Door deze antioxidanten en chelatoren eenvoudig met hout te mengen of, in sommige gevallen, op houten oppervlakken te sproeien, hebben de onderzoekers aangetoond dat de afgifte van formaldehyde kan worden verminderd en tot een veilig niveau kan worden teruggebracht. Beperking van formaldehyde is mogelijk ook mogelijk voor commerciële producten op houtbasis. "De uitvinding is eenvoudig en goedkoop en zou gemakkelijk in de bestaande houtverwerkingslijnen kunnen worden geïntegreerd, zodat hoogwaardige en milieuvriendelijke houtproducten worden geproduceerd", aldus Shi. "De formaldehydebestrijdingsmethoden die we hebben ontwikkeld, moeten ook veilig zijn voor thuistoepassing, zodat huiseigenaren de systemen in huis gemakkelijk kunnen gebruiken voor verbetering van de luchtkwaliteit."

Goodell en Shi zijn op zoek naar medewerkers die geïnteresseerd zijn in het verminderen van de vorming van formaldehyde uit hout en op hout gebaseerde producten, en in het ontwikkelen van producten die thuis en op de werkplek kunnen worden gebruikt om het vrijkomen van formaldehyde uit producten in die omgevingen te verminderen. + Verder verkennen

Eco-lijm kan schadelijke lijmen in houtconstructies vervangen