Φυτική αδιάβροχη επίστρωση ως ασφαλέστερη εναλλακτική των PFAS

Μια αδιάβροχη επίστρωση εμπνευσμένη από τα φυτά μπορεί σύντομα να αποτελέσει ασφαλέστερη και πιο βιώσιμη εναλλακτική στα «παντοτινά χημικά», όπως το PTFE που χρησιμοποιείται στα αδιάβροχα ρούχα, αναφέρει το New Scientist.

Οι υπερ- και πολυφθοριωμένες αλκυλιωμένες ουσίες, γνωστές ως PFAS ή «παντοτινά χημικά», έχουν αποδειχθεί ταυτόχρονα ευλογία και κατάρα για τη σύγχρονη κοινωνία. Οι χρήσιμες ιδιότητές τους, μεταξύ των οποίων η υψηλή αντοχή στη θερμότητα, η στεγανοποίηση απέναντι στο νερό και το λίπος, η αδράνεια και η ανθεκτικότητα, τα έχουν κάνει βασικό συστατικό σε πολλά καταναλωτικά προϊόντα, από μαγειρικά σκεύη και ρούχα έως ιατρικά εργαλεία και ηλεκτρική μόνωση. Τον τελευταίο καιρό, όμως, οι ανησυχίες για τη μακροχρόνια παραμονή τους στο περιβάλλον και τις συνέπειές τους στην ανθρώπινη υγεία έχουν οδηγήσει σε σημαντικά αυστηρότερη ρύθμιση, ενώ επιστήμονες αναζητούν πλέον πιο «πράσινες» και καθαρές εναλλακτικές.

Σε αυτή την αναζήτηση, η φύση ίσως έχει ήδη δώσει τη λύση. «Τα φυτά μεταφέρουν νερό σε πολύ μεγάλες αποστάσεις χρησιμοποιώντας μια δομή που ονομάζεται σουβερίνη», λέει ο Joshua Yuan, χημικός μηχανικός στο Washington University in St Louis, στο Μισούρι. Η σουβερίνη, που αποτελείται από μείγμα λιπαρών μακριάς αλυσίδας λιπαρών οξέων, συνδυάζεται με το φυτικό πολυμερές λιγνίνη για να σχηματίσει μια εξαιρετικά αδιάβροχη επιφάνεια που επενδύει τα μικροσκοπικά αγγεία και σωληνάρια του εσωτερικού συστήματος μεταφοράς των φυτών.

Με έμπνευση από αυτά τα φυσικά «σωληνάρια», η ομάδα του Yuan αναπαρήγαγε αυτή την αδιάβροχη επίστρωση χρησιμοποιώντας συνδυασμό αποβλήτων της βιομηχανίας χαρτιού και ζωικού λίπους. Ψέκασαν το μείγμα με υφή σουβερίνης σε επιφάνειες από γυαλί, μέταλλο και βαμβάκι, όπου τα μεμονωμένα σωματίδια αυτοσυναρμολογήθηκαν γρήγορα σε ένα συνεχές αδιάβροχο στρώμα.

Σε αντίθεση με τις επιστρώσεις PFAS, όπου οι πολλοί δεσμοί άνθρακα-φθορίου απωθούν άμεσα τα μόρια του νερού, η νέα επίστρωση λειτουργεί με εντελώς διαφορετικό μηχανισμό, λέει ο Han Zuilhof, οργανικός χημικός στο Wageningen University & Research στην Ολλανδία. Η ακριβώς νανοδομημένη επιφάνεια δημιουργεί πολλές μικρές παγίδες αέρα, περιορίζοντας ουσιαστικά την άμεση επαφή ανάμεσα στο υλικό και τις σταγόνες νερού στην επιφάνεια, σε μια λογική παρόμοια με το φαινόμενο λωτού που παρατηρείται στα φύλλα πολλών φυτών.

Η νέα δομή αποδείχθηκε ανθεκτική τόσο στη συσσώρευση αλάτων όσο και στη μηχανική φθορά και έδειξε αντίστοιχο επίπεδο υδατοαπωθητικότητας με σύγχρονες επιστρώσεις από «παντοτινά χημικά», όπως το PTFE. «Χρησιμοποιεί μια ενδιαφέρουσα προσέγγιση. Τα υφάσματα θα είναι από τους πρώτους τομείς που θα επηρεαστούν από τους περιορισμούς στα PFAS, οπότε θα μπορούσε να είναι μια καλή εναλλακτική», λέει ο Carlo Antonini, επιστήμονας υλικών στο University of Milano-Bicocca στην Ιταλία.

Η ομάδα εξετάζει ήδη εφαρμογές στη συσκευασία τροφίμων, όπως οι εσωτερικές επιστρώσεις στα κουτιά αναψυκτικών, όμως η χαμηλότερη αντοχή της επίστρωσης στη θερμότητα σε σχέση με το PTFE σημαίνει ότι προς το παρόν τα σκεύη για ψήσιμο δεν περιλαμβάνονται στις χρήσεις που εξετάζονται.

Οι πιθανές εφαρμογές ενός τέτοιου υλικού είναι πολλές. Το πραγματικό βήμα προς τα εμπρός, ωστόσο, είναι ο πλήρως βιολογικής προέλευσης χαρακτήρας της επίστρωσης, λέει ο Zuilhof. Η χημική δομή της σουβερίνης αποδομείται εύκολα σε συνθήκες κομποστοποίησης και η ομάδα έδειξε ότι το υλικό της, εμπνευσμένο από τη φύση, διασπάται επίσης πλήρως, χωρίς να απελευθερώνει επιβλαβή υπολείμματα στο περιβάλλον. «Ουσιαστικά μετέτρεψαν ένα απόβλητο προϊόν σε κάτι πολύτιμο, και αυτό είναι πολύ ωραίο», λέει ο Zuilhof. «Πιστεύω ότι αυτό θα αποτελέσει πηγή έμπνευσης για να βρεθούν και άλλα βιολογικής προέλευσης υλικά από διαφορετικά ρεύματα αποβλήτων».

Πηγή: newscientist.com.