PFAS: Ungiftige Alternative für Industrieanwendungen gefunden
Eine extrem wasserabweisende Beschichtung für Anwendungen in zahlreichen Industriebranchen haben jetzt Forschende aus Greifswald entwickelt. Sie könnte die hochgiftigen PFAS ersetzen.
Foto: INP
Fluch und Segen – unter diesem Motto stehen die per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen, kurz: PFAS. Diese Verbindungen sind wasserabweisend und beständig gegen viele Chemikalien und veredeln auch wegen ihrer Antihafteigenschaften seit Jahrzehnten unzählige Oberflächen in der Medizintechnik, der Halbleiterindustrie und der Textilindustrie. Doch sie sind extrem giftig und umweltschädlich. Nun hat ein Team am Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e. V. (INP) in Greifswald eine neuartige Methode zur Herstellung ultrahydrophober siliziumorganischer Polymerschichten entwickelt, die als PFAS-Alternative dienen könnten.
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Mithilfe von Plasmatechnologie gelang es dem Greifswalder Team, eine siliziumorganische Polymerschicht zu entwickeln, die mechanisch und chemisch stabil ist. Bei einer Dicke von bis zu 200 nm ist sie nach Angaben der Forschenden deckend, lagerbar, waschstabil und reproduzierbar. Und sie kann auf vielen unterschiedlichen Materialien wie Metallen, Kunststoffen und Halbleitern aufgebracht werden.
Aufgrund dieser Eigenschaften und der Anwendbarkeit auch auf thermolabilen Kunststoffen eignet sich die neue Beschichtung für Veredelungen in der Medizintechnik, zum Beispiel zur Herstellung oder Oberflächenmodifizierung von Implantaten wie Herzschrittmachern oder künstlichem Gelenkersatz.
Ein EU-weites Verbot aller PFAS-Verbindungen steht kurz bevor
Zurzeit forschen die Fachleute am INP bereits an der Überführung des Niederdruckprozesses zur Abscheidung der siliziumorganischen Polymerschicht auf einen Normaldruckprozess. Und sie denken bereits darüber nach, wie die Technologie hochskaliert werden kann. „Wir sind sehr zufrieden mit den Ergebnissen unserer Forschung“, sagt Frank Hempel, Leiter der Forschungsabteilung Plasmaoberflächentechnik am INP. „Die siliziumorganische Polymerschicht ist eine vielversprechende Alternative zu PFAS-haltigen Schichten und bietet vielfältige Möglichkeiten für Anwendungen in verschiedenen Industriebereichen.“
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An PFAS-freien Alternativen für die Industrie wird mit Hochdruck geforscht. Denn die Aufnahme aller per- und polyfluorierten Verbindungen in die weltweit gültige Verbotsliste der Stockholm-Konvention wird spätestens für 2025 erwartet. Dies stellt zukünftig eine enorme Herausforderung für Hightech-Industriebranchen wie die Medizin- und Halbleitertechnik dar, die auf diese etablierten ultrahydrophoben Beschichtungen angewiesen sind.
