澳大利亚莫纳什大学(Monash University)研究团队近日公布了一项新型水过滤膜技术,该技术能有效去除水流中的全氟烷基物质(PFAS)。这类被称为“永久性化学品”的物质在半导体制造多个环节中不可或缺,却因极难降解而成为环境顽疾。目前研究团队正通过战略合作推动该滤膜大规模商用,以期从源头上阻断各工业领域对地下水的PFAS污染。
在博士生尤伯特·马霍法(Eubert Mahofa)带领下,研究团队开发的改性石墨烯滤膜能选择性拦截PFAS分子链,同时保持水流畅通。测试显示其对PFAS的截留率超90%,较传统聚酰胺滤膜35%的去除率实现质的飞跃。“PFAS易溶于水且迁移性强,传统方法难以控制污染范围。”马霍法解释道,“我们的技术通过高效滤除并富集这些有害物质,为PFAS治理提供了全新解决方案。”
作为碳氟键结构化合物,PFAS半衰期可超八年,自1990年代被学界关注以来便以“永久性化学品”著称。它们不仅会永久存留于地下水系,部分品类被人体吸入或摄入后更会引发发育障碍、不孕症甚至癌症。欧盟早在2009年就禁用PFOS和PFOA等剧毒品类,现拟立法全面封杀PFAS家族,却遭到半导体业界的强烈抵制。
这项突破性技术利用特定化学作用力,可捕获传统聚酰胺滤膜无法拦截的微型PFAS分子链。澳大利亚研究理事会(ARC)的马因克·马朱姆德教授(Mainak Majumder)评价道:“该技术将从垃圾渗滤液处理到工业废水净化等领域彻底改变全球PFAS治理格局。”目前莫纳什大学已与石墨烯制造商NematiQ达成合作,采用可扩展的剪切定向打印技术推进商业化进程。
在半导体产业链中,PFAS广泛应用于光刻胶、蚀刻气体、极紫外光刻用氢气提纯等环节。行业组织Semi发布的指南显示,从晶圆制造到芯片封装,PFAS几乎渗透每个生产节点。由业界巨头组成的“半导体PFAS联盟”更公开游说各国政府,声称“放弃PFAS可能导致技术倒退数十年”。2023年该联盟成功推动美国通过法案,使晶圆厂免于遵守部分污染物排放限制。
尽管有研究证实多种表面活性剂在蚀刻工艺中兼具更优性能与更低毒性,该联盟仍迅速发表驳斥报告。2022年某匿名晶圆厂数据显示,其废水中PFAS浓度高达7.8万ppt,远超美国环保署4ppt的标准限值。莫纳什大学这项新技术若能推广应用,将显著改善高污染芯片厂周边生态系统。但鉴于半导体行业既往表现,业界能否主动采用这项环保技术仍需观察。