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Una nuova ricerca, condotta congiuntamente dall'Università del Massachusetts Amherst e dall'Università del North Texas, fa avanzare la nostra comprensione di come il legno nelle nostre case e negli uffici può rilasciare formaldeide, un potente cancerogeno, a livelli che possono superare determinati limiti di salute. I risultati, pubblicati di recente su Green Chemistry , promettono di promuovere la salute pubblica. La loro soluzione, per la quale il team ha depositato un brevetto, è un modo efficace ea basso costo per mitigare i danni causati dalla formaldeide.
La formaldeide è un gas incolore, inodore e un potente cancerogeno. Anche bassi livelli di esposizione sono stati collegati ad alcuni tipi di cancro e leucemia. È noto da tempo che alcuni manufatti per la casa, dal truciolare alle tende e ai tappeti, possono rilasciare formaldeide negli spazi abitativi. Il legno stesso può anche rilasciare formaldeide ed è noto che la lavorazione del legno ad alta temperatura rilascia grandi quantità di sostanza chimica.
Tuttavia, si scopre che il legno, compresi i mobili in legno e la lavorazione del legno nelle nostre case, può rilasciare bassi livelli di formaldeide anche a temperatura ambiente. "Questo rilascio di basso livello era stato compreso da tempo, ma nessuno sapeva davvero come veniva prodotta quella formaldeide", afferma Barry Goodell, professore di microbiologia presso UMass Amherst e uno degli autori senior dell'articolo. Fino ad ora.
La chiave è un fenomeno chimico, che gli autori hanno descritto come una "reazione di Fenton mediata dalla lignina".
Nel caso del legno, funziona così:la "legnosità" del legno, la sua rigidità e rigidità, è dovuta a una sostanza chiamata lignina, che crea pareti cellulari resistenti. Gli alberi, poiché crescono nel terreno, assorbono costantemente tracce di ferro, uno degli elementi più abbondanti sulla terra, che si depositano nel bosco. Quindi, quando l'albero viene abbattuto e trasformato in legname da strumenti contenenti ferro, come seghe e pialla, ancora più particelle di ferro vengono conficcate nella superficie del legno. La lignina quindi modifica il ferro, formando una specie di ferro altamente reattivo. Quando questo ferro altamente reattivo incontra l'aria, forma radicali corrosivi dell'ossigeno che poi si combinano con la lignina per formare formaldeide, che filtra dal legno, nell'aria e nei nostri polmoni.
Credito:Yu Fu et al, Chimica verde (2022). DOI:10.1039/D2GC02632E
Questa scoperta rappresenta una svolta scientifica nella nostra comprensione di come la formaldeide viene generata dal legno e dalle superfici del legno a temperatura ambiente.
Ma non è tutto. "Una volta capito come funzionava questa reazione di Fenton mediata dalla lignina e come agiva nel bosco", afferma Goodell, "abbiamo avuto alcune ipotesi su come evitare che si verificasse la reazione". Gli antiossidanti, spesso presenti nei cereali per la colazione per preservarne la freschezza, potrebbero bloccare la produzione dei radicali dell'ossigeno, mentre semplici "chelanti" che legano il ferro, e che si trovano spesso anche negli alimenti, potrebbero impedire al ferro di reagire con l'ambiente circostante.
A quanto pare, il lavoro sperimentale del team ha verificato le loro scoperte con questi composti sicuri per gli alimenti e questi ingredienti sono gli elementi costitutivi di un brevetto che Goodell e il suo collega e coautore dell'Università del Texas settentrionale, Sheldon Shi, hanno recentemente depositato. Semplicemente mescolando questi antiossidanti e chelanti con il legno o, in alcuni casi, spruzzandoli sulle superfici del legno, i ricercatori hanno dimostrato che il rilascio di formaldeide può essere mitigato e ridotto a livelli di sicurezza. La mitigazione della formaldeide può essere possibile anche per i prodotti commerciali a base di legno. "L'invenzione è semplice ea basso costo e potrebbe essere facilmente incorporata nelle linee di lavorazione del legno esistenti in modo da produrre prodotti in legno di alta qualità e rispettosi dell'ambiente", ha affermato Shi. "I metodi di controllo della formaldeide che abbiamo sviluppato dovrebbero essere sicuri anche per l'applicazione a casa, in modo che i proprietari possano facilmente utilizzare i sistemi in casa per il miglioramento della qualità dell'aria."
Goodell e Shi sono alla ricerca di collaboratori interessati a ridurre la generazione di formaldeide dal legno e dai prodotti a base di legno e a sviluppare prodotti che possano essere utilizzati in casa e sul posto di lavoro per mitigare il rilascio di formaldeide dai prodotti in quegli ambienti. + Esplora ulteriormente