Teflonpannor har funnits i årtionden, men de är tillverkade av hälsoskadliga komponenter. Nu lovar ett nytt material samma nonstick-effekt med minimerad toxicitet
Forskare vid University of Toronto har skapat en nonstick-beläggning som avvisar vatten och fett lika effektivt som teflon, men som är tillverkad med minimala och giftfria mängder PFAS. Dessa syntetiska kemikalier lossnar från våra stekpannor när de slits och stannar kvar i kroppen under långa perioder och är förknippade med ett stort antal sjukdomar.
Sedan teflon (polytetrafluoreten eller PTFE) uppfanns i slutet av 1930-talet har det gradvis blivit det mest populära beläggningsmaterialet för stekpannor i hushållet. Dess enastående non-stick-egenskaper förhindrar att mat fastnar och gör rengöring och underhåll mycket enklare.
Under de senaste åren har dock studier publicerats som har fått dess rykte att rasa. Forskare har upptäckt ämnen i teflon, kända som PFAS (per- och polyfluoralkylsubstanser) eller eviga kemikalier. PFAS frigörs från stekpannan vid användning och överförs till vår kropp blandat med maten. Studier har visat att PFAS kvarstår i vår kropp utan att brytas ned under lång tid och att dess närvaro orsakar sjukdomar som vissa typer av cancer, fosterskador och andra hälsoproblem.
”Det vetenskapliga samfundet har länge försökt utveckla säkrare alternativ till PFAS”, förklarar professor Kevin Golovin, chef för laboratoriet DREAM (Durable Repellent Engineering Advanced Materials) vid University of Toronto och huvudförfattare till den nyligen publicerade upptäckten i Nature Communications. ”Utmaningen är att även om det är lätt att skapa ett ämne som stöter bort vatten, är det svårt att göra ett som också stöter bort olja och fett i samma utsträckning.”
Hur är det nya materialet?
Grunden för det nya materialet är polydimetylsiloxan (PDMS), allmänt känt som silikon. ”PDMS säljs ofta under namnet silikon, och beroende på hur det är sammansatt kan det vara mycket biokompatibelt; det används faktiskt ofta i enheter som är avsedda att implanteras i kroppen”, förklarar Golovin.
Problemet är att PDMS i sig inte kan matcha PFAS:s förmåga att avvisa olja och fett. Tack vare doktoranden Samuel Au har teamet utvecklat en metod för att förbättra materialets prestanda genom något de kallar nanoscale fletching (nanostorleksfjäder).
”Till skillnad från vanlig silikon fäster vi korta PDMS-kedjor på ett basmaterial; man kan tänka sig dem som borststrån i en borste”, förklarar Au. För att förbättra dess oljeavvisande egenskaper lade teamet till den kortaste möjliga PFAS-molekylen, som består av ett enda kolatom bundet till tre fluoratomer, till spetsarna på borsten. ”Om du kunde förminska dig till nanometerskala skulle det se ut ungefär som fjädrarna på baksidan av en pil, där den fäster vid bågen. Det kallas befjädring, så det här är nanoskopisk befjädring”, säger Au.
När forskarna testade tyget belagt med oljedroppar fick materialet betyget 6 på en standardskala för avvisande egenskaper som används av American Association of Textile Chemists and Colorists. Detta placerar det i nivå med många kommersiella beläggningar tillverkade med PFAS.
”Även om vi använder en PFAS-molekyl i denna process är den så kort som möjligt och bioackumuleras därför inte”, förtydligar Golovin. ”Vad vi har sett i litteraturen, och även i regleringar, är att PFAS med längre kedjor är de som förbjuds först, medan de kortare anses vara mycket mindre skadliga”.
Framtidens nonstick-stekpannor
Teamet hoppas kunna samarbeta med tillverkare inom en snar framtid för att skala upp processen och få produkten på marknaden.
Om den kommersiella potentialen för denna innovation bekräftas skulle vi äntligen kunna få en stekpanna där maten inte fastnar, som är lika hälsosam som kolstål eller gjutjärn, men som till skillnad från dessa inte kräver så mycket underhåll för att uppnå den non-stick-effekten och som är lätt och enkel att rengöra.
”Vårt hybridmaterial ger samma prestanda som man har uppnått med långkedjiga PFAS, men med en mycket minskad risk”, avslutar Golovin. Forskaren medger dock att det fortfarande är en bit kvar till den perfekta stekpannan: ”Det ultimata målet inom detta område skulle vara ett material som överträffar teflon, men utan PFAS överhuvudtaget. Vi är inte där ännu, men detta är ett viktigt steg i rätt riktning.”
