Forskare från fem europeiska länder har gått samman för att utveckla nästa generations "kemiska näsor" för att avlägsna industriella föroreningar från miljön. Europeiska kommissionen anslog 2,9 miljoner euro för att finansiera Horizon2020 FET-OPEN-projektet INITIO som kommer att samla forskare från TalTech och fem andra universitet samt experter från Interspectrum OÜ verksamma i Estland och ett italienskt företag i ett internationellt forskningsprojekt.

Forskargruppen för supramolekylär kemi vid School of Science vid Tallinns tekniska universitet har, i fem år, varit engagerad i att bygga nya generationens receptormolekyler som skulle upptäcka och skicka signaler om bekämpningsmedel och andra industriella föroreningar som är skadliga för miljön. Sådana smarta "elektroniska näsanordningar" skulle tillåta att skadliga gifter avlägsnas innan de släpps ut i miljön.

Chefen för forskargruppen för supramolekylär kemi, Professor Riina Aav säger, "Att hantera föroreningar i miljön blir ett ständigt ökande problem. En relativt okänd orsak till detta är att många jordbruksbekämpningsmedel och läkemedel som kommer ut i miljön är "kirala", vilket innebär att de finns i två former som inte kan läggas över varandra (som vänster och höger hand). Denna molekylära egenhet gör det svårt för föroreningskontrollteknikerna att identifiera och ta bort många av dessa föroreningar och detta kan inte uppnås med traditionella metoder för analys."

"Kiralitet" hos ämnen har också en inverkan på miljön där de släpps ut. Till exempel, en av deras former kan vara mer giftig än den andra och molekylernas kiralitet kan direkt påverka deras miljöförstöring. Kirala föroreningar finns i bekämpningsmedel, herbicider, svampdödande medel, freon substitut, färgämnen, antibiotika och många andra läkemedel. I de flesta fall har vi ingen aning om deras miljöpåverkan.

Det samarbetande INITIO-konsortiet kommer att ta itu med denna stora fråga genom att först konstruera molekyler som fungerar som receptorer – som känner igen specifika föroreningar – och sedan integrera dem med smarta nanostrukturer för att skapa enheter som kan användas direkt i fältet för att upptäcka och förstöra föroreningarna. Dessa enheter kommer i huvudsak att fungera som "kemiska näsor" genom att sniffa upp de specifika industriella föroreningarna, vilket underlättar deras avlägsnande och förstörelse.

Vår forskargrupp kommer att bygga receptormolekylerna för dessa kemiska näsor. Vi kommer att göra containermolekyler, "hemicucurbiturils", som nyligen utvecklades i projektet finansierat av Estonian Research Council. Våra forskare kommer också att bygga kirala molekylära system med igenkännings- och signaleringsfunktioner för att flagga förekomsten av specifika föroreningar, t.ex. genom att ändra färg, " säger professor Aav.

Samarbetsprojektet avslutas 2021 och projektets slutmål är att utveckla en mycket effektivare teknik för att städa miljön.