Er is nauwelijks een andere chemische stof die kan concurreren met PFAS vanwege de unieke eigenschappen. Dat verklaart waarom het zo moeilijk is om een vervanging te vinden voor deze giftige ‘eeuwige chemicaliën’. Stoffen die zich ophopen in het milieu en niet afbreken in de loop van de tijd. Een team van het Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials IFAM is erin geslaagd oplossingen te ontwikkelen. Stoffen die veelbelovend zijn voor gerichte vervanging van PFAS in vakgebieden zoals medische techniek.
Het geplande verbod op het gebruik van per- en polyfluoroalkylstoffen in de Europese Unie heeft een drastisch effect. Dit op veel gebieden, maar vooral ook op de gezondheidstechnologie. Deze stoffen hebben veel eigenschappen die essentieel zijn voor gebruik in de geneeskunde. Ze worden dan ook momenteel in veel standaardproducten gebruikt. Gezien de tijd die het kost om een product op de markt te brengen — over het algemeen ver voorbij de overgangsperiodes die tot nu toe zijn voorgesteld — moet de medische technologie-industrie snel handelen om alternatieven te vinden die snel kunnen worden geïmplementeerd en voldoen aan de strenge veiligheidsnormen van de sector. Tijd om te zoeken naar andere stoffen om PFAS te vervangen.
Benutten van bewezen methoden voor medische toepassingen
Onderzoekers van het Fraunhofer IFAM hebben zichzelf de taak gesteld om bedrijven te ondersteunen bij de inspanningen om stoffen te vinden om PFAS te vervangen. Dr. Ralph Wilken, hoofd van de afdeling Surface Technology van het instituut, is een expert op het gebied van PFAS. Lang voordat de giftige stoffen negatieve aandacht begonnen te trekken, wist hij dat hij alternatieven wilde vinden. De resultaten zijn indrukwekkend. “We gebruiken organosiliciumchemie nu al meer dan twee decennia om effectieve vervangers te vinden voor een breed spectrum aan positieve eigenschappen van PFAS”, merkt Wilken op.
De oplossingen die Wilken en zijn collega’s hebben ontwikkeld, worden momenteel geïntroduceerd in sectoren als de voedingsindustrie. Ook voldoen ze aan de normen die vereist zijn voor gebruik in de medische technologie. Ze zijn biocompatibel. Dat wil zeggen dat ze zowel door het lichaam worden verdragen als inert zijn. Dit komt omdat ze niet of nauwelijks reageren met andere stoffen. De experts zijn er ook in geslaagd om talrijke coatings te ontwikkelen die elektrisch isolerende eigenschappen hebben. Of optimaal kunnen worden aangepast in de manier waarop ze via hun oppervlakken met lichaamscellen interacteren.
Oplossingen op maat
Of het nu in producten zelf is of in de productie, een belangrijk punt als het gaat om het vervangen van PFAS zonder verlies van functionaliteit, is ervoor te zorgen dat de oplossing is afgestemd op het specifieke gebruiksscenario. “We kunnen de stof die moet worden vervangen gedetailleerd analyseren en zo een vervanger vinden die exact overeenkomt met de gewenste eigenschappen. Tegelijkertijd kunnen we onze partners diepgaande ondersteuning bieden in de vorm van bewezen processen, onze kennis van oppervlakken en functionele materialen en onze ervaring met welke materialen effectief kunnen worden vervangen en hoe. Het duurt niet lang om tot een resultaat te komen waarmee klanten kunnen werken”, legt Dr. Kai Borcherding uit, hoofd van de business unit Medische technologie en Life Sciences bij Fraunhofer IFAM.
Vacuüm-ultraviolet (VUV) modificatie van siliconen oppervlakken is een mogelijke vervanger voor gasfase fluorering. De vuilafstotende, slijtvaste functionele coating maakt een breed scala aan toepassingen in de medische technologie mogelijk, van prothesen met een aangepast gevoel tot vuilafstotende ademhalingsmaskers. De behandelde siliconen hand (links) laat zien hoe de coating voorkomt dat vuildeeltjes aan het oppervlak blijven plakken.
© Fraunhofer IFAM / Wolfgang Hielscher
De experts waren van 11 tot en met 14 november op de COMPAMED 2024-vakbeurs. Dit om hun oplossingen te presenteren op de gezamenlijke Fraunhofer-stand. De getoonde oplossingen omvatten innovatieve coatings, de ReleasePLAS plasma-polymeer functionele releasecoating, die de productie van kunststofcomponenten zonder lossingsmiddel mogelijk maakt, de PLASLON antiaanbaklaag en oplossingen voor de functionalisering van oppervlakken zoals siliconen die zijn gemodificeerd door vacuüm-ultraviolette (VUV) straling.
Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials IFAM (ifam.fraunhofer.de)
