模拟发现，多余的电子可以降解污染的含氟化合物

一个模型重现了全氟烷基物质(PFASs)在过量电子存在下如何降解，这是第一个详细描述该过程如何实时发生的模型。美国科学家创造的分子动力学模拟可以帮助找到一种从饮用水中去除污染物的方法。

他评论说，水净化是一项全球性危机，对人类生活有着切实而又巨大的影响布莱恩·黄他在加州大学河滨分校(University of California, Riverside)领导了这项调查。具体来说，世界上只有2.5%的水是可饮用的，找到有效修复这些稀缺资源的方法对维持地球上的生命至关重要。

全氟磺酸是一组超过4700种化学物质，用于不粘锅、耐污纺织品、食品包装和化妆品。它们含有碳氟键，这种键非常坚固，难以分解，当它们在体内积累时就会产生毒性。因此，研究人员正试图了解这些化合物是如何降解的。

Wong的研究是第一个实时探索全氟烷烃降解动力学的研究，因为以前的方法是静态的或仅限于降解发生后。到目前为止，由于这些缺点，很难确定实际的降解机制。

Wong的团队使用分子动力学模拟来研究两种全氟辛烷酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)的分解。他们的模型用43个明确的水分子包围了氟化化合物，以模拟水环境，并重现水合电子的量子力学行为。额外的电子也被直接添加到模拟单元中。

团队成员Sharma Yamijala指出:“在现实世界中，这些电子可能是来自外部来源的水合电子，比如紫外线处理水产生的电子，也可能来自周围的其他化学物质。”

研究小组惊讶地观察到，在添加额外电子的情况下，PFASs中强碳氟键的超快解离(<100 fs)。全氟辛烷磺酸和全氟辛烷磺酸都被去氟化，并且解离的碳氟键的数量与模拟中附加电子的数量成正比。研究小组还发现一个碳-碳键(其断裂会形成有毒的副产物)转化为碳=碳键，这是一种可能进一步破坏降解途径的中间物。

Yamijala说:“需要更长的模拟时间尺度来预测进一步的反应产物，我们小组正在进行这些计算。”此类研究还将寻求确定有毒中间体。

“这项工作应该激发对全氟辛烷磺酸还原修复方法的进一步研究，”评论说布莱恩·卓别林他是美国伊利诺伊大学芝加哥分校的环境工程师。“过去在全氟磺酸修复方面的大部分工作都集中在氧化方法上，这种方法容易产生有毒副产物。还原性方法具有选择性强、副反应风险低的优点。这一领域的下一步研究应侧重于确定能够促进除氟的催化剂。”