Исследователи Университета Торонто представили уникальный материал, способный заменить традиционные антипригарные химические соединения, широко используемые в кухонной утвари. Созданное покрытие сохраняет водо- и жироотталкивающие свойства, сопоставимые с характеристиками стандартных изделий, но при этом содержит гораздо меньше опасных пер- и полифторалкильных соединений (ПФАС), обладающих серьезными экологическими и медицинскими рисками.
По словам профессора Кевина Головина, возглавляющего лабораторию DREAM, стремление найти менее токсичные альтернативы ПФАС является задачей, над которой трудится научное сообщество. Главной трудностью остается разработка материала, который одинаково эффективно отталкивал бы как воду, так и жир.
Историческая справка о ПФАС
ПФАС начали использовать с конца 1930-х годов, когда был представлен тефлон — известный своими антипригарными и водоотталкивающими свойствами. Однако молекулярная структура ПФАС включает длинные углеродные цепи с атомами фтора, что придает им исключительную стойкость, но в то же время вызывает серьезные опасения: эти соединения накапливаются в организме и не разлагаются. Возросшая обеспокоенность по поводу их связи с болезнями, такими как рак и нарушения иммунной системы, подчеркивает необходимость в безопасных заменителях.
Инновационный подход к созданию нового материала
Команда исследователей предложила альтернативный материал — полидиметилсилоксан (ПДМС), известный многим как силикон. Этот полимер, в зависимости от химической структуры, может демонстрировать высокую биологическую совместимость и активно применяется в медицине. Для достижения требуемых функций ученые разрабатывают новый подход: короткие цепочки ПДМС фиксируются на поверхности и создаются структуры, напоминающие ворсинки. Чтобы улучшить свойства отталкивания масел, добавляется ультракороткая молекула ПФАС, состоящая из одного атома углерода и трех атомов фтора.
В экспериментах новое покрытие продемонстрировало высокую эффективность, получив оценку 6 по шкале Американской ассоциации текстильных химиков и колористов — на уровне с традиционными покрытиями на основе ПФАС. При этом использованная молекула является самой короткой и не накапливается в организме.
Таким образом, новый материал сочетает в себе высокую эффективность и низкий риск для здоровья, и команда открыта для сотрудничества с производителями, заинтересованными в его коммерциализации. Продолжается работа над новыми вариациями, стремящимися заменить опасные химические соединения.
