Teflonpannen zijn al tientallen jaren in gebruik, maar ze zijn gemaakt van stoffen die schadelijk zijn voor de gezondheid. Nu belooft een nieuw materiaal hetzelfde antiaanbak-effect met een minimale toxiciteit
Onderzoekers van de Universiteit van Toronto hebben een antiaanbaklaag ontwikkeld die water en vet even effectief afstoot als teflon, maar die is gemaakt met minimale en niet-giftige hoeveelheden PFAS. Deze synthetische chemicaliën komen vrij uit onze pannen wanneer ze verslijten en blijven lange tijd in het lichaam achter. Ze worden in verband gebracht met een groot aantal ziekten.
Sinds de uitvinding ervan aan het einde van de jaren dertig is teflon (polytetrafluorethyleen of PTFE) langzaamaan uitgegroeid tot de favoriete coating voor koekenpannen voor huishoudelijk gebruik. De uitstekende antiaanbaklaag voorkomt dat voedsel blijft kleven en maakt schoonmaken en onderhoud een stuk eenvoudiger.
De afgelopen jaren zijn er echter studies verschenen die zijn reputatie een flinke deuk hebben gegeven. Wetenschappers hebben stoffen in teflon ontdekt die bekend staan als PFAS (per- en polyfluoralkylstoffen) of eeuwige chemicaliën. PFAS komen bij gebruik vrij uit de pan en komen via het voedsel in ons lichaam terecht. Studies hebben aangetoond dat PFAS lange tijd onveranderd in ons lichaam blijven en ziekten kunnen veroorzaken, zoals bepaalde soorten kanker, geboorteafwijkingen en andere gezondheidsproblemen.
“De wetenschappelijke gemeenschap probeert al lange tijd veiligere alternatieven voor PFAS te ontwikkelen”, legt professor Kevin Golovin, directeur van het DREAM-laboratorium (Durable Repellent Engineering Advanced Materials) aan de Universiteit van Toronto en hoofdauteur van de onlangs in Nature Communications gepubliceerde ontdekking, uit. “De uitdaging is dat het weliswaar eenvoudig is om een stof te maken die water afstoot, maar dat het moeilijk is om een stof te maken die ook olie en vet in dezelfde mate afstoot.”
Hoe ziet het nieuwe materiaal eruit?
De basis van het nieuwe materiaal is polydimethylsiloxaan (PDMS), beter bekend als siliconen. “PDMS wordt vaak verkocht onder de naam siliconen en kan, afhankelijk van de samenstelling, zeer biocompatibel zijn. Het wordt dan ook vaak gebruikt in apparaten die in het lichaam worden geïmplanteerd”, legt Golovin uit.
Het probleem is dat PDMS op zichzelf niet kan tippen aan het vermogen van PFAS om olie en vet af te stoten. Dankzij het werk van doctoraatsstudent Samuel Au ontwikkelde het team een methode om de prestaties van het materiaal te verbeteren door middel van wat ze nanoscale fletching noemen.
“In tegenstelling tot gewone siliconen hebben we korte PDMS-ketens aan een basismateriaal gehecht; je kunt ze zien als de borstelharen van een borstel”, legt Au uit. Om de olieafstotende werking te verbeteren, heeft het team de kortst mogelijke PFAS-molecule, bestaande uit één koolstofatoom gebonden aan drie fluoratomen, aan de uiteinden van die borstelharen toegevoegd. “Als je jezelf zou kunnen verkleinen tot nanoschaal, zou het een beetje lijken op de veren die je aan de achterkant van een pijl ziet, waar deze aan de boog vastzit. Dat heet bevedering, dus dit is nanobevederend”, zegt Au.
Toen de onderzoekers het met oliedruppels bedekte weefsel testten, behaalde het materiaal een score van 6 op een standaard afstotingsschaal die wordt gebruikt door de American Association of Textile Chemists and Colorists. Daarmee staat het op hetzelfde niveau als veel commerciële coatings die met PFAS zijn gemaakt.
“Hoewel we in dit proces wel een PFAS-molecuul gebruiken, is dit het kortst mogelijke molecuul en dus niet bioaccumulerend”, verduidelijkt Golovin. “Wat we in de literatuur en zelfs in de regelgeving hebben gezien, is dat PFAS met een langere keten als eerste worden verboden, terwijl de kortere moleculen als veel minder schadelijk worden beschouwd”.
De antiaanbakpannen van de toekomst
Het team hoopt in de nabije toekomst samen te werken met fabrikanten om het proces op te schalen en het product op de markt te brengen.
Als het commerciële potentieel van deze innovatie wordt bevestigd, zouden we eindelijk een pan kunnen hebben waarin het voedsel niet blijft kleven, die net zo gezond is als koolstofstaal of gietijzer, maar in tegenstelling tot deze pannen niet zoveel onderhoud vereist om het antiaanbaklaag te behouden en bovendien licht en gemakkelijk schoon te maken is.
“Ons hybride materiaal biedt dezelfde prestaties als langeketen PFAS, maar met een veel lager risico”, concludeert Golovin. De onderzoeker geeft echter zelf toe dat er nog een lange weg te gaan is voordat de perfecte koekenpan is gevonden: “Het ultieme doel in dit vakgebied zou een stof zijn die beter is dan teflon, maar helemaal geen PFAS bevat. We zijn er nog niet, maar dit is een belangrijke stap in de goede richting.”
