Przez bezpieczniejsze powłoki z tworzyw sztucznych ku gospodarce o obiegu zamkniętym
Związki per- i polifluoroalkilowe (PFAS) są szeroko stosowane ze względu na ich trwałość i odporność na ciepło, zabrudzenia i wodę. Poważne obawy budzi jednak ich potencjalna toksyczność. Z tego powodu zespół projektu TORNADO opracowuje wodoodporne i olejoodporne powłoki, zgodne z europejskim Zielonym Ładem i zasadami gospodarki o obiegu zamkniętym, które zapewniają bezpieczeństwo, nie tracąc swoich właściwości roboczych. Projekt skupia partnerów z Francji, Hiszpanii, Szwecji, Włoch i Turcji, a jego celem jest wzmocnienie europejskiego sektora produkcyjnego. Koordynatorka projektu Raquel Rodríguez, starsza badaczka / kierowniczka projektu w Fundacji TECNALIA zajmującej się badaniami i innowacjami w Hiszpanii, wyjaśnia: „Musimy opracować nowe biopowłoki, aby zapewnić zgodność z zasadami gospodarki o obiegu zamkniętym. A także zadbać o udział europejskich firm w opracowywaniu własnych powłok w celu poprawy zdolności przemysłowych”.
Innowacja i postęp
Sercem projektu TORNADO jest rozwój biomonomerów, które stanowią podstawowy składnik nowych powłok. Będą wykorzystywane do tworzenia powłok z polimerów akrylowych na bazie wody i powłok hybrydowych zol-żel (ciecz w ciało stałe), z myślą o zastosowaniach w opakowaniach, wyrobach tekstylnych i naczyniach kuchennych. Kluczowym wyzwaniem było osiągnięcie skalowalności i zapewnienie, że innowacje te można przenieść z laboratorium do produkcji przemysłowej. Jednym z głównych sukcesów było przezwyciężenie trudności w polimeryzacji, kluczowym etapie tworzenia powłok. „Największym wyzwaniem było dla nas przeprowadzenie kopolimeryzacji biomonomerów w procesie, który firma mogłaby przeskalować na swoje potrzeby” — dodaje Rodríguez. „Udało nam się to osiągnąć, obecnie pracujemy nad dalszą skalowalnością”. Chociaż projekt jeszcze trwa, poczyniono już znaczne postępy. Naukowcy z powodzeniem stworzyli hydrofobowe powłoki o kątach zwilżania przekraczających 100 stopni, co wskazuje na silne właściwości hydrofobowe. W rzeczywistych testach powłoki te wykazały imponującą odporność, szczególnie w zastosowaniach opakowaniowych. „Sprawdziliśmy, że ta powłoka może zapobiec wsiąkaniu ketchupu i majonezu w papier” — mówi Rodríguez, demonstrując ich potencjał jako rozwiązań do pakowania żywności.
Rozpowszechnianie wiedzy i uczestnictwo
TORNADO aktywnie uczestniczy w społecznościach naukowych i przemysłowych poprzez kluczowe wydarzenia. Projekt został zaprezentowany podczas konferencji MeetingPack24, która odbyła się w hiszpańskiej Walencji w kwietniu 2024 r., gdzie w trakcie szczegółowej prezentacji zademonstrowano najnowsze odkrycia w dziedzinie opakowań. W ramach wydarzenia Smart & Technical Textiles 2024 odbyły się również dyskusje na temat wkładu projektu w zrównoważone rozwiązania tekstylne. Poza wydarzeniami fizycznymi, projekt TORNADO dotarł do szerszego grona odbiorców dzięki rozpowszechnianiu online, a seminaria internetowe przyciągnęły uczestników z uniwersytetów, ośrodków badawczych i przemysłu, pokazując jak duże jest globalne zainteresowanie rozwiązaniami w zakresie powłok pochodzenia biologicznego.
Dotychczasowe osiągnięcia
Projekt TORNADO zmierza ku końcowym etapom, a nacisk będzie położony na walidację powłok w środowiskach operacyjnych. W ramach tego przebadane zostaną ich właściwości robocze w porównaniu ze standardami przemysłowymi, pod kątem trwałości, wody i działania jako bariera dla tlenu. Projekt jest zgodny z zasadami SSbD („bezpieczny i zrównoważony na etapie projektu), co gwarantuje, że kwestie bezpieczeństwa i ochrony środowiska są uwzględniane od samego początku. Rodríguez podkreśla holistyczne podejście projektu: „Przestrzegamy kryteriów SSbD we wszystkich łańcuchach wartości, od opracowywania biomonomerów po powłoki i ich nakładanie”. Projekt TORNADO może też pochwalić się innymi wynikami, na przykład opracowaniem polimerów zawierających 25% funkcjonalizowanej biomasy, co stanowi istotny krok w kierunku zrównoważonego charakteru materiałów. Kolejnym kamieniem milowym było złożenie wniosku patentowego na nowy proces polimeryzacji w grudniu 2024 roku. Te sukcesy pokazują, że SSbD i dobre właściwości robocze mogą iść w parze.
Słowa kluczowe
TORNADO, bezpieczny i zrównoważony na etapie projektowania, SSbD, gospodarka o obiegu zamkniętym, hydrofobowość i olejoodporność, zol-żel, biomonomery
