Afgelopen herfst meldde het Amerikaanse Environmental Protection Agency dat GenX-chemicaliën giftiger waren dan de "forever chemicaliën" waarvoor ze werden ontwikkeld om te vervangen.

Nu onderzoekt een nieuwe studie onder leiding van de Universiteit van Buffalo wat er gebeurt als GenX - chemicaliën die worden gebruikt in voedselverpakkingen, antiaanbaklagen en andere producten - in contact komt met water.

Gepubliceerd in het Journal of Hazardous Materials , onthult het onderzoek hoe moleculen van GenX en water zich vermengen om complexe structuren te vormen die micellen worden genoemd.

Het werk bouwt voort op een groeiende hoeveelheid wetenschappelijk bewijs dat suggereert dat GenX en zijn derivaten, die zijn gevonden in drinkwater in North Carolina en elders, vergelijkbare of ergere gezondheidsrisico's kunnen opleveren dan andere forever chemicaliën.

"Voor zover wij weten, is dit de eerste studie die rapporteert over GenX-micellen", zegt hoofdauteur Paschalis Alexandridis, Ph.D., UB Distinguished Professor bij de afdeling Chemische en Biologische Technologie. "Het is een belangrijke stap om beter te begrijpen wat er met deze chemicaliën gebeurt als ze in het milieu terechtkomen."

GenX is vernoemd naar een verwerkingstechnologie die in 2009 door DuPont is ontwikkeld. Het maakt deel uit van een grote groep synthetische chemische verbindingen die bekend staan ​​als per- en polyfluoralkylstoffen (PFAS).

PFAS zijn zo bestand tegen afbraak dat ze gewoonlijk worden aangeduid als forever chemicaliën. Ze zijn een grote zorg geworden vanwege hun hardnekkigheid in het milieu en hun nadelige effecten op de menselijke gezondheid en dieren in het wild.

"Veel van de meer beruchte PFAS zijn verboden", zegt Alexandridis. "De industrie heeft vervangingen ontwikkeld, waarvan wordt aangenomen dat ze veiliger en duurzamer zijn. Maar dat is misschien niet het geval, zoals de bevindingen van de EPA suggereren."

GenX is een oppervlakteactieve stof die bestaat uit segmenten die in water oplosbaar zijn en segmenten die dat niet zijn. Deze dubbele aard zorgt ervoor dat verschillende GenX-moleculen zichzelf assembleren tot micellen, en ook om te adsorberen op oppervlakken en te binden aan andere verbindingen zoals eiwitten.

De studie, uitgevoerd in samenwerking met de Universiteit van Utah, toont in resolutie op atoomniveau - met andere woorden ongelooflijk gedetailleerd - de vorming en structuur van GenX-micellen.

Micellen zijn relevant voor de impact die PFAS-oppervlakteactieve stoffen, zoals GenX, hebben op het milieu en de menselijke gezondheid, zegt Alexandridis.

"PFAS worden meestal in zeer lage concentraties in water en in bloed aangetroffen, maar ze hebben de neiging zich te associëren en zich op te hopen op grensvlakken en oppervlakken", zegt hij. "Dit is wenselijk wanneer we PFAS willen afzonderen met behulp van adsorberende materialen. Maar het is niet wenselijk wanneer PFAS binden aan eiwitten in het bloed of aan celmembranen. Daarom is het belangrijk om de PFAS-associatie te begrijpen en te beheersen."

Naast het verbeteren van het begrip van GenX door de wetenschappelijke gemeenschap, is het onderzoek belangrijk, zegt Alexandridis, omdat het een methodologie tot stand brengt om computationeel te voorspellen hoe andere, minder bekende PFAS zich in vergelijkbare situaties gedragen. Het onderzoek maakt gebruik van een verscheidenheid aan experimentele technieken zoals oppervlaktespanning, fluorescentie, viscositeit, kleine-hoek neutronenverstrooiing (SANS) en moleculaire dynamica (MD) simulaties.

Alexandridis merkt op:"We moeten de tijd en middelen investeren om dergelijke chemicaliën te screenen voordat we ze in producten en het milieu introduceren, waar mensen en dieren in het wild eraan worden blootgesteld."