Raziskovalci EMPA so razvili okolju prijazno metodo za hidroizolacijo tekstilnih vlaken, ki ne uporablja fluoroogljikovih spojin

Le per- in polifluoroalkilne snovi (PFAS) so sintetične spojine, ki so z leti našle široko uporabo v predelovalni industriji, zahvaljujoč njihovi sposobnosti delovanja nepremočljive tkanine in površine na vodo in maščobe.

Ponve, barve, pene za gašenje požara, insekticidi, detergenti: v šestdesetih letih prejšnjega stoletja se je zdelo, da te spojine na osnovi fluora ponujajo neskončne možnosti uporabe, ki so jih proizvajalci ne pozabili dojeti. PFAS torej, končali so povsod: od vode, ki jo pijemo, do vlaknin rastlinskih organizmov, do onesnaženja krvi ljudi.

Odkritje, da so bili PFAS bogovi "večne kemikalije" nevaren za okolje in zdravje ljudi je prišel šele konec devetdesetih let, desetletja po eksploziji industrijskega in komercialnega pojava perfluoroalkilnih snovi. Danes pa vemo, kako tvegana in razširjena je prisotnost PFAS v okolju in da je treba nadomestiti te spojine z manj škodljivimi rešitvami.

Odlična novica v tem smislu prihaja iz Švice: zdi se, da so znanstveniki EMPA našli rešitev za nepremočljive tkanine brez vključevanja teh nevarnih kemičnih spojin. In njihov postopek, poleg tega, da je ekološki, je tudi bolj funkcionalen kot kemična impregnacija s PFAS.

Sveti gral zelene kemije: fluorokemikalije brez strupenosti
Krožno gospodarstvo? Jakna iz jakne iz jakne

PFAS, »večna« onesnaževala, ki končajo povsod

Naravne tkanine ne omogočajo doseganja zahtevane stopnje vodotesnosti vodoodbojna preja. Dežne jakne, kopalke in preja za oblazinjenje, ki je odporna na vodo, se nato obdelajo s kemikalijami, ki jim dajejo to lastnost. Med snovmi, ki se najpogosteje uporabljajo v ta namen, so: PFAS, fluoroogljikove spojine, ki so izredno učinkovite pri pridobivanju zahtevanih hidrofobnih in oljeodbojnih lastnosti, a tudi zelo škodljivo za zdravje ljudi in zaokolje.

V sedemdesetih letih, kot rečeno, tj sintetične spojine na osnovi fluora uporabljali so jih za proizvodnjo skoraj vsega, od ponv do gasilnih aparatov in problem je bolj živ kot kdajkoli prej: študija, objavljena pred dvema tednoma v “Okoljska znanost in tehnologija" dokazuje, da je prisotnost PFAS na posodah za hrano popolnoma izpod nadzora.

Glede na študijo, ki združuje rezultate 47 študij, izvedenih po vsem svetu, je embalaža za hrano vsebuje 68 vrst PFAS, od tega 61 nedovoljenih.

Zadrževanje teh snovi je še posebej zapleteno zaradi njihovega sposobnost selitve: ne samo PFAS so povsod, lahko pa se prenašajo tudi s stikom končajo v hrani, ki jo vsebuje papirna in plastična embalaža.

Situacijo dodatno zapleta dejstvo, da medtem ko so znanstveniki začeli preučevati učinke tradicionalnih PFAS, od katerih jih veliko že ni več v proizvodnji, novi PFAS so vstopili na trg nadomestiti svoje tradicionalne dvojnike. Medtem ko se osvetljujejo starejše fluoroogljikove spojine, potencialni učinki novih PFAS ostajajo neznani.

Ko nanoplastika ni to, kar se zdi
Kemija in moda: ko gre le za… blago

Vodoodbojniki brez PFAS: projekt EMPA

Zamenjava tradicionalnih PFAS z novimi spojinami iste vrste lahko za nekaj časa odpravi skrbi potrošnikov, vendar se ne zdi, da dokončna rešitev na problem kontaminacije s fluoroogljikovodiki: imenujemo PFOA, PFOS, PFHXS, PFNA "večni onesnaževalci" prav zato, ker se ne razgradijo, ampak se na koncu kopičijo v okolju.

Edini smiseln pristop, glede na današnje znanje o PFAS, bi bil njihovi uporabi se popolnoma izogibajte, razvijanje ekološke alternative združljiv z zdravjem ljudi in okoljem.

Pomemben prvi korak v tej smeri prihaja iz laboratorijih EMPA v St. Gallenu: Raziskovalci sodelujejo z več švicarskimi tekstilnimi podjetji, da bi razvili alternativne, okolju prijazne postopke, ki lahko dajo vlaknom vodoodbojen zaključek brez uporabe PFAS in drugih škodljivih snovi.

Kot pojasnjuje Dirk Hegemann laboratorija Advanced Fibers, “uporabljamo ti visoko zamreženi siloksani, ki ustvarjajo silikonu podobne plasti in so za razliko od PFAS, ki vsebujejo fluorid, neškodljive".

Za prevleko tekstilnih vlaken se te spojine razpršijo in aktivirajo v reaktivnem plinu: na ta način ohranijo svoje funkcionalne lastnosti in omogočajo ustvarjanje vodoodbojne prevleke z debelino le 30 nanometrov.

Vlakna, prevlečena s to novo metodo, je mogoče nato spremeniti v vodoodbojne tkanine katere koli vrste, daj no tehničnih oblačil na tkanine za oblazinjenje.

Inteligentne vzmetnice in senzorji za zaščito najnežnejše kože
Odpoved dobičku za obrambo planeta: kaj uči primer Patagonije

Okolju prijazne in še bolj funkcionalne vodoodbojne tkanine

Postopek, razvit v EMPA, ne le omogoča opustitev tradicionalnih kemičnih procesov, ampak ima tudi opazne prednosti prednosti pred impregnacijo PFAS.

Nova metoda zagotavlja porazdelitev hidrofobnih lastnosti v vseh zavojih pletenih vlaken, tudi v primeru strukturirana in kompleksna tkiva, tako daleč kot PFAS še nikoli ni uspelo: "Z novim postopkom smo lahko tudi trajno impregnirali najbolj zahtevna in elastična vlakna, kar prej ni bilo mogoče«, spet pravi Hegemann.

I tkanine iz novih vlaken premazani že dosegajo boljše rezultate od tistih, obdelanih s PFAS: vpijejo manj vode, se hitreje sušijo in predvsem dolgo ohranjajo vodoodbojne lastnosti tudi na najbolj elastičnih tkaninah, medtem ko so vlakna, obdelana s fluoroogljikovodiki, občutljiva na ponavljajoče se cikle pranja in izgubijo svoje značilnosti.

Dirk Hegemann in njegova ekipa si zdaj prizadevata prilagoditi laboratorijski proces brez fluora v učinkovitih in ekonomsko vzdržnih industrijskih procesih.

"Industrija je zelo zainteresirana za iskanje trajnostnih alternativ za PFAS«, pravi raziskovalec EMPA. Švicarska tekstilna podjetja Lothos KLG, beag Bäumlin & Ernst AG in AG Cilander že sodelujejo pri razvoju okolju prijaznih tkanin brez fluora.

"To je uspešno sodelovanje, ki združuje materiale, tehnologijo vlaken in plazemsko prevleko in ima za posledico inovativno, trajnostno in učinkovito rešitev.", trdi Dominik Pregger od Lothosa. IN Bernd Schäfer, izvršni direktor podjetja beag, zaključuje: “Tehnologija je okolju prijazna in ima tudi a zanimiv gospodarski potencial".

Trajnostna plastika, pridobljena iz kmetijskih odpadkov, je že realnost
Dialogi o inovacijah: Andreas Voigt in Diego De Maio