Investigadores de la Universidad de Toronto han desarrollado un nuevo material que podría representar una alternativa más segura a los recubrimientos antiadherentes comúnmente utilizados en utensilios de cocina y otras aplicaciones. Este nuevo compuesto tiene la capacidad de repeler tanto agua como grasa, comparable a los recubrimientos antiadherentes tradicionales, pero con una presencia significativamente menor de sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS), un grupo de químicos que han suscitado preocupaciones tanto ambientales como de salud.
El profesor Kevin Golovin, quien dirige el laboratorio DREAM (Durable Repellent Engineered Advanced Materials) en la Universidad de Toronto, ha comentado que la comunidad científica ha estado persiguiendo alternativas más seguras a los PFAS durante años. El principal desafío ha sido la dificultad de crear un material que repela eficazmente el aceite y la grasa al mismo nivel que el agua. Según Golovin, los científicos habían alcanzado un límite en el rendimiento de estos materiales alternativos.
Desde su invención en la década de 1930, el Teflón, conocido químicamente como politetrafluoroetileno (PTFE), ha ganado notoriedad por su capacidad para repeler tanto agua como grasa. Sin embargo, los PFAS, que forman parte de una familia más amplia de sustancias, son conocidos por su persistencia en el medio ambiente y su capacidad para acumularse en tejidos biológicos. Diversos estudios han vinculado la exposición a altos niveles de PFAS con ciertos tipos de cáncer, defectos de nacimiento y otros problemas de salud, siendo los PFAS de cadena más larga considerados más peligrosos que los de cadena corta.
A pesar de estos riesgos, la falta de alternativas ha hecho que los PFAS sigan estando presentes en numerosos productos de consumo, incluidos utensilios de cocina, tejidos resistentes al agua, envases de alimentos e, incluso, en productos de maquillaje. El material desarrollado por el equipo de Golovin se basa en el polidimetilsiloxano (PDMS), comúnmente conocido como silicona. Este material, que se utiliza a menudo en dispositivos médicos, ha tenido dificultades para alcanzar el rendimiento de los PFAS en términos de repelencia.
Nueva técnica química: el fletching a nanoescala
Para superar este obstáculo, el estudiante de doctorado Samuel Au ha desarrollado una nueva técnica química que el equipo ha denominado «fletching a nanoescala». Este método, descrito en un artículo publicado en Nature Communications, consiste en unir cadenas cortas de PDMS a un material base, asemejándose a las cerdas de un cepillo. Para mejorar la capacidad del material para repeler aceites, se ha incorporado la molécula de PFAS más corta posible, que consiste en un solo carbono y tres átomos de flúor, logrando así una unión de aproximadamente siete de estas moléculas a cada «cerda» de PDMS.
El nuevo material fue sometido a pruebas en una pieza de tela, sobre la cual se colocaron gotas de diversos aceites para medir su capacidad de repulsión. Según una escala desarrollada por la Asociación Americana de Químicos Textiles y Coloristas, el recubrimiento alcanzó una calificación de 6, situándose al nivel de muchos recubrimientos convencionales basados en PFAS. Aunque se utilizó una molécula de PFAS en el proceso, su corta longitud reduce significativamente el riesgo de bioacumulación, lo que representa un avance positivo en la búsqueda de materiales más seguros.
Golovin ha expresado la disposición del equipo para colaborar con fabricantes de recubrimientos antiadherentes que deseen escalar y comercializar este proceso. Mientras tanto, continuarán investigando en la búsqueda de alternativas aún más efectivas. Según Golovin, «el santo grial de este campo sería encontrar una sustancia que supere a Teflón, pero sin PFAS en absoluto». Aunque no se ha alcanzado ese objetivo, este desarrollo representa un paso importante en la dirección correcta.
