Overflader, der kan afvise eksempelvis vand og fedt, er smarte. Såkaldte ‘non-stick’-egenskaber er nemlig et effektivt våben mod snavs og bakterier.
Problemet er bare, at mange 'non-stick'-produkter også indeholder uønskede kemikalier.
Nu kan et nyt studie muligvis bringe os et lille skridt nærmere en bedre selvrensende verden.
Det siger i hvert fald de australske forskere bag studiet. De har lavet en nano-tynd belægning - 10.000 gange tyndere end et menneskehår - der kan fastgøres på en solid flade, hvorfra belægningen afviser vand og fedt.
Det åbner, ifølge forskerne, helt nye muligheder for at designe bæredygtige materialer med ‘non stick’-egenskaber, skriver University of Sydney i en pressemeddelelse.
Forskerne har ved hjælp af nanoteknologi forstærket stoffernes ydeevne, forklarer Chiara Neto, som er professor ved universitetet, i pressemeddelelsen:
»Vi ved nu, hvad vi sigter efter, når vi designer glatte overflader. Det gør os i stand til at gøre dem endnu mere effektive og frembringe levedygtige alternativer til fluorerede belægninger,« siger Chiara Neto.
Forskere: Kan erstatte farlige kemikalier
Fluorerede stoffer, PFAS, er kunstigt fremstillede kemiske forbindelser, der skyer vand, fedt og smuds.
\ Hvor kommer PFAS fra?
Perfluorerede stoffer (PFAS) er kunstigt fremstillede kemikalier, der bruges som fedt- og vandafvisende imprægnering i blandt andet køkkenudstyr, fødevareemballage, tøj og møbler.
Stofferne er svære at nedbryde, og de ophobes derfor i miljøet. Stofferne findes også i brandskum.
Siden juli 2020 har det i Danmark ikke været tilladt at bruge fluorstoffer i pap- og papiremballagen.
PFAS, der populært kaldes evighedskemikalier, fordi de nedbrydes meget langsomt og ophobes i miljøet, hvor de udgør en sundhedsrisiko for mennesker, er kendt for at have en lav adhæsion.
Det betyder, at stofferne, på grund af fysiske kræfter i molekylernes yderste lag, beholder deres form, når de er i kontakt med andre stoffer. Det er det, der gør, at de kan afvise vand og fedt fra overfladen.
Lidt ligesom når en regndråbe beholder sin form på en glasrude og triller videre.
Belægningen, forskerne har undersøgt, kaldes SCALS (det står for ‘Slippery Covalently-Attached Liquid Surfaces’). Den har, ligesom PFAS, en lav adhæsion, men den er lavet af silikoneolie, som nedbrydes til harmløse biprodukter i miljøet, ifølge forskerne.
Professor er skeptisk: Mangler slidtest
Den danske kemiprofessor Kristoffer Almdal vurderer dog, at det har meget lange udsigter, før opfindelsen kan erstatte de såkaldte evighedskemikalier.
»De er lidt langt fremme i skoene, når de laver koblingen til PFAS,« siger professor ved DTU Kemi, Kristoffer Almdal, der har læst studiet for Videnskab.dk.
Der er ifølge ham tale om et grundigt stykke arbejde, der bringer feltet fremad, men derfra og til at sige, at forskernes belægning har så konkrete anvendelsesmuligheder, er der et stykke vej endnu.
»Det er rigtigt, at det vil kunne lade sig gøre, hvis man kan lave en overflade, der er passende stabil, men det viser artiklen ikke. Det kan lige så godt være, at det slet ikke kan lade sig gøre at lave sådan en overflade, uden at den er slidt op på 10 sekunder,« siger Kristoffer Almdal.
Den perfekte overflade
Til gengæld er studiet et godt oprydningsarbejde, påpeger han. De australske forskere har taget tre tidligere studier og reproduceret datasættene herfra. Herfra har de skabt en sammenhængende beskrivelse.
Blandt andet finder de ud af, at belægningen, for at virke effektivt, skal bestå af molekyler, der hverken er for korte eller for lange, og som heller ikke er pakket hverken for tæt eller for løst.
I det, forskerne kalder ‘Guldlok-zonen’, beholder molekylerne deres ‘væskelignende’ egenskaber, og det er det, der er særligt afgørende for at kunne virke som en afvisende overflade.
Man skal nemlig bruge en overflade, hvor der ikke er nogle defekter. Kristoffer Almdal forklarer det med billedet af en sø:
»Du kan forestille dig vandoverfladen og et bjerg eller et træ, der spejles perfekt i den. Det kan lade sig gøre, fordi overfladen er molekylært flad,« siger han.
Det er derfor oliemolekylerne i belægningen er nødt til at forblive i væskeform. I den form kan molekylerne reorganisere sig og ‘reparere’ overfladen.
Men hvis oliemolekylernes kæder bliver for lange, risikerer man, at de krystalliserer, og så er det slut med den perfekte overflade.
Lige når søen er frosset til is, er den stadig flad, men så snart der lægger sig et snefnug, er den ikke flad længere.
»Det ser alt sammen godt ud, men kan det holde, og kan vi producere det, så man får praktiske genstande med en så perfekt overflade? Det vil tiden vise,« slutter Kristoffer Almdal.
Det nye studie er publiceret i det førende kemi-tidsskrift Angewandte Chemie.
