Ein Forschungsteam der School of Engineering der University of Toronto in Kanada hat ein neues Antihaftbeschichtungsmaterial entwickelt, dessen Leistung den herkömmlichen Beschichtungen mit Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) entspricht, der PFAS-Gehalt jedoch deutlich reduziert ist, was es umweltfreundlicher, gesundheitsfördernder und sicherer macht. Es wird erwartet, dass dieser Durchbruch die langfristigen versteckten Gefahren beseitigt, die PFAS im Umwelt- und Gesundheitsbereich mit sich bringt.
PFAS verfügt aufgrund der hohen Inertheit seiner Kohlenstoff-Fluor-Bindung über ausgezeichnete wasser- und ölabweisende Eigenschaften, ist aber auch äußerst schwer abbaubar und gilt als „ewige Chemikalie“. Sie verbleiben nicht nur lange in der Umwelt, sondern reichern sich auch in Organismen an, reichern sich in der Nahrungskette an und werden mit Gesundheitsproblemen wie Krebs und Geburtsfehlern in Verbindung gebracht. Obwohl die Verwendung einiger langkettiger PFAS aufgrund des Mangels an idealen Alternativen eingeschränkt wurde, werden PFAS immer noch häufig in Kochgeschirr, wasserdichten Stoffen und Lebensmittelverpackungen und sogar Kosmetika verwendet.
Unter Verwendung von Polydimethylsiloxan (PDMS, allgemein bekannt als Kieselgel) als Grundmaterial nutzte das Forschungsteam ein innovatives Verfahren namens „Nano-Fletching-Technologie“, um die kürzeste PFAS-Einheit (die nur ein Kohlenstoffatom und drei Fluoratome enthält) am Ende der PDMS-Molekülkette einzufügen. Diese Struktur ist ähnlich wie Pfeilfedern im Nanomaßstab angeordnet und besitzt daher die Biokompatibilität von PDMS und die ausgezeichnete Nichtklebrigkeit von PFAS. Tests haben gezeigt, dass der Schutzgrad der Beschichtung gegen Öle und Fette Stufe 6 erreicht, was der Leistung einer kommerziellen PFAS-Beschichtung entspricht. Da die verwendete PFAS-Kette jedoch extrem kurz ist, reichert es sich nicht im Körper an.
Die Forschung wurde in Nature Communications veröffentlicht. Das Forschungsteam gab an, dass diese Technologie eine wichtige Richtung für die Entwicklung risikoärmerer Antihaftmaterialien vorgibt und in Zukunft weiterhin nach vollständig PFAS-freien Alternativen suchen wird.