วัสดุไม่ติดกระทะที่ล้ำสมัย 'ดีกว่า' เทฟลอน ปลอดภัยต่อคน

PFAS คือกลุ่มสารเคมีสังเคราะห์ที่ทนน้ำและน้ำมัน มักถูกนำมาใช้ในกระทะเคลือบสารกันติด ผ้ากันน้ำ บรรจุภัณฑ์อาหาร และเครื่องสำอาง อย่างไรก็ตาม สารเคมีเหล่านี้ย่อยสลายได้ยากในธรรมชาติและสามารถสะสมในร่างกายมนุษย์ได้ ก่อให้เกิดปัญหาต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อม ปัจจุบันหลายประเทศได้จำกัดหรือห้ามใช้สารเคมีเหล่านี้อย่างถาวรเนื่องจากความเสี่ยงนี้

ตามรายงานของ Science Daily ทีมนักวิจัยที่นำโดยศาสตราจารย์ Kevin Golovin ได้พัฒนาวัสดุไม่ติดกระทะขั้นสูงโดยใช้ส่วนประกอบพื้นฐานของน้ำมันซิลิโคน (โพลีไดเมทิลไซลอกเซน - PDMS) ซึ่งเป็นสารที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าปลอดภัยในทางการแพทย์

PDMS มีคุณสมบัติกันน้ำตามธรรมชาติ แต่ไม่สามารถกันน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ เพื่อแก้ไขจุดอ่อนนี้ ทีมวิจัยได้คิดค้นเทคนิคทางเคมีแบบใหม่ที่เรียกว่า "นาโนเฟเธอร์ริ่ง" วิธีนี้ทำให้โมเลกุลซิลิโคนสายสั้น ๆ ยึดเกาะกับพื้นผิวของวัสดุในรูปแบบที่คล้ายกับขนแปรงขนาดเล็กมาก

สิ่งพิเศษคือปลายของเส้นใยซิลิโคนแต่ละเส้นยึดติดด้วยโมเลกุล PFAS สั้นมาก ซึ่งประกอบด้วยอะตอมคาร์บอนเพียงอะตอมเดียวและอะตอมฟลูออรีนสามอะตอม โครงสร้างพิเศษนี้ช่วยให้พื้นผิววัสดุสามารถต้านทานน้ำและน้ำมันได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่จำเป็นต้องใช้ PFAS ที่มีสายยาวและเป็นพิษ

ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าวัสดุใหม่สามารถทนต่อน้ำมันได้ระดับ 6 ตามมาตรฐานของสมาคมนักเคมีสิ่งทอและสารแต่งสีแห่งอเมริกา (AATCC) ซึ่งเทียบเท่ากับสารเคลือบ PFAS ทั่วไปหลายๆ ชนิดที่มีวางจำหน่ายในท้องตลาด

แม้ว่าจะยังคงใช้ PFAS อยู่ แต่ทีมวิจัยยืนยันว่า PFAS ระยะสั้นพิเศษนี้จะไม่สะสมในสภาวะเป็นพิษเหมือน PFAS แบบดั้งเดิม จึงช่วยลดความเสี่ยงต่อร่างกายมนุษย์และสิ่งแวดล้อม

“เรายังไม่ได้สร้างวัสดุกันติดที่ปราศจากสาร PFAS อย่างสมบูรณ์ แต่นี่เป็นก้าวสำคัญที่จะนำพาอุตสาหกรรมเข้าใกล้เป้าหมายนั้นมากขึ้น” ศาสตราจารย์โกโลวินกล่าวเน้นย้ำ

ทีมวิจัยหวังว่าสิ่งประดิษฐ์นี้จะถูกนำไปใช้ในการผลิตกระทะเคลือบสารกันติด บรรจุภัณฑ์ และผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภคอื่นๆ ในไม่ช้านี้ ซึ่งจะช่วยเปิดทิศทางที่ยั่งยืนยิ่งขึ้นสำหรับเทคโนโลยีวัสดุเคลือบสารกันติด