Một trong những mối quan tâm cấp bách nhất về môi trường và sức khỏe hiện nay là nhóm hóa chất được gọi là chất perfluoroalkyl và polyfluoroalkyl (PFAS). Việc sử dụng rộng rãi trong phần lớn thế kỷ đã lan truyền những hóa chất này trên khắp hành tinh và chúng không bị phân hủy, dẫn đến biệt danh là "hóa chất vĩnh cửu". Cuối cùng, chúng sẽ đi vào cơ thể nơi chúng có liên quan đến một loạt vấn đề sức khỏe, từ bệnh tiểu đường đến nhiều loại ung thư.

Hiện nay, các nhà khoa học tại Đại học Bath đã chứng minh phương pháp tiềm năng mới để loại bỏ PFAS khỏi nước. Ý tưởng là sử dụng "khối đơn" in 3D làm từ vật liệu gốm được truyền oxit indium, liên kết với phân tử PFAS. Những khối đơn này có thể được ngâm trong nước ô nhiễm trong vài giờ và khi chúng được loại bỏ, PFAS cũng sẽ đi theo chúng. Sau đó, chúng có thể được xử lý để loại bỏ các hóa chất và cho phép các khối đơn được sử dụng lại.

Trong khi nhiều cấu trúc in 3D đòi hỏi chi tiết tinh xảo thì chúng được làm từ những vật liệu dày hơn nhiều, giống như kem đánh răng được ép ra khỏi ống thành một cấu trúc trông giống như chồng bánh quế. Mục tiêu của việc đó không chỉ là sản xuất đơn giản mà còn tối đa hóa diện tích bề mặt để chúng có thể thu được càng nhiều PFAS càng tốt.

Các mẫu khối gốm nguyên khối của nhóm nghiên cứu có thể loại bỏ "hóa chất độc hại vĩnh viễn" ra khỏi nước.

Trong thử nghiệm, các khối đơn nguyên này ban đầu có thể loại bỏ 53% một loại PFAS phổ biến được gọi là axit perfluorooctanoic (PFOA) khỏi nước trong ba giờ. Xử lý nhiệt phân các khối đơn nguyên ở 500 °C (932 °F) đã tái sinh chúng, cho phép chúng được sử dụng lại và điều thú vị là điều này thực sự thúc đẩy khả năng làm sạch nước của chúng. Đến chu kỳ thứ ba, các khối đơn nguyên đã loại bỏ 75% PFOA trong ba giờ.

Mặc dù vẫn còn nhiều việc phải làm, nhóm nghiên cứu cho biết mảng các khối gốm nguyên khối có thể tái sử dụng này có thể là bước tiến có giá trị để bổ sung vào các nhà máy xử lý nước thải hiện có. Không giống như các kỹ thuật khác đòi hỏi phải có chất xúc tác, bản thân quá trình này không đòi hỏi năng lượng, tuy nhiên việc tái tạo chúng thông qua quá trình nhiệt phân có thể là một điểm khó khăn.

Tiến sĩ Liana Zoumpouli, tác giả của nghiên cứu cho biết: "Sử dụng công nghệ in 3D để tạo ra khối đơn sắc tương đối đơn giản và cũng có nghĩa là quy trình này có thể mở rộng quy mô. Công nghệ in 3D cho phép chúng tôi tạo ra các vật thể có diện tích bề mặt lớn, đây là chìa khóa của quy trình. Khi các khối đơn sắc đã sẵn sàng, bạn chỉ cần thả chúng vào nước và để chúng thực hiện công việc của mình. Đây là điều rất thú vị và chúng tôi rất muốn phát triển thêm và đưa vào sử dụng.