Команда инженеров Университета Торонто разработала новый материал, способный стать безопасной альтернативой тефлону и другим антипригарным покрытиям на основе ПФАС. Он демонстрирует высокую устойчивость к воде и жирам, но содержит минимальное количество фторсодержащих молекул, что значительно снижает экологические и медицинские риски. Это открытие может изменить не только рынок кухонной утвари, но и производство текстиля, упаковки и других товаров, где важны водо- и маслоотталкивающие свойства.
Тефлон, или политетрафторэтилен, появился в 1930-х годах и стал стандартом для антипригарных поверхностей благодаря своей способности эффективно отталкивать воду, жир и масло. Эти свойства обеспечиваются прочными связями между атомами углерода и фтора, характерными для ПФАС — группы химических соединений, известных как «вечные химикаты». Их долговечность делает материалы из ПФАС устойчивыми к разрушению в природе, но также приводит к накоплению в живых организмах. Исследования связывают воздействие высоких концентраций этих веществ с повышенным риском развития ряда заболеваний, включая некоторые виды рака и врождённые патологии.
Проблема поиска замены ПФАС заключается в том, что большинство альтернатив эффективно отталкивают воду, но значительно хуже справляются с маслами. Инженеры решили эту задачу с помощью нового подхода, получившего название «нанооперение». В основе разработки — полидиметилсилоксан (PDMS), известный как силикон, обладающий высокой биосовместимостью и применяемый даже в медицинских имплантатах. Учёные создали структуру из множества тончайших «щетинок» PDMS, к концам которых прикрепили максимально короткие молекулы ПФАС — всего один атом углерода и три атома фтора. Эти миниатюрные «перья» создают поверхностную текстуру, эффективно отталкивающую жир.
Покрытие прошло тестирование на ткани с использованием различных масел. По стандарту Американской ассоциации текстильных химиков и колористов материал получил оценку 6, что соответствует уровню защиты лучших коммерческих покрытий на основе ПФАС. При этом выбранная молекула фторорганики не склонна к биоаккумуляции, что существенно снижает риски для здоровья и окружающей среды.
Разработчики отмечают, что их гибридный материал сочетает высокую эффективность с минимальным использованием фторсодержащих компонентов. Это промежуточный шаг к созданию полностью безфторного антипригарного покрытия, которое могло бы превзойти тефлон по характеристикам и при этом быть экологически безопасным. Уже сейчас технология заинтересовала производителей кухонной посуды и других товаров, а её масштабирование может открыть путь к новой индустриальной норме, в которой использование «вечных химикатов» будет минимизировано или полностью исключено.
Это исследование демонстрирует, что сочетание химической инженерии и наноструктурирования способно решать задачи, которые долго считались технологическим тупиком. Если в ближайшие годы удастся создать полностью безфторную версию такого покрытия, это станет серьёзным шагом в сторону более чистого и безопасного производства.
А затем «Добавить на главный экран». 