Ob in Lebensmittelverpackungen, Kosmetika, Pflanzenschutzmitteln oder Outdoor-Textilien: Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen – kurz PFAS – sind in vielen Produkten enthalten. Diese industriell hergestellten Chemikalien sind nicht nur besonders widerstandsfähig gegen Öl und Wasser, sondern auch gegen Temperaturen und Chemikalien. So vielfältig die Einsatzmöglichkeiten von PFAS sind, so gefährlich sind diese Substanzen, wenn sie in die Umwelt gelangen, da sie dort nicht auf natürliche Weise abgebaut werden können. So konnten PFAS an mehr als 70 % der Grundwassermessstellen in der EU nachgewiesen werden. Auch Erkrankungen und Todesfälle werden Untersuchungen zufolge auf PFAS zurückgeführt.

Forschung an PFAS-freien Lösungen

Die EU-Kommission will daher besonders kritische Vertreter der sogenannten Ewigkeits-Chemikalien verbieten. Gleichzeitig fördert sie die Forschung an umweltfreundlichen Alternativen, um PFAS ersetzen zu können. Im EU-Projekt ZeroF entwickeln derzeit Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Silicatforschung ISC gemeinsam mit Industrieunternehmen und Forschungseinrichtungen aus acht Ländern PFAS-freie Lösungen für Lebensmittelverpackungen und Textilien. Das Fraunhofer-Team bringt dabei seine Expertise in der Entwicklung von omniphoben (öl- und wasserabweisenden) und abriebfesten Beschichtungen für Textilien ein.

ORMOCER-Lack als PFAS-Ersatz

Konkret geht es um das vom Fraunhofer ISC entwickelte hybride und vielseitig einsetzbare Basismaterial ORMOCER, das hier in Form eines Lacks zum Einsatz kommen und mit cellulosebasierten Materialien des Projektpartners VTT kombiniert werden soll. „Die Herausforderung für uns besteht vor allem darin, eine wasserabweisende Beschichtung für Textilien herzustellen, die gleichzeitig als wasserbasierte Lösung appliziert werden kann, da dies eine Vorgabe der Textilindustrie ist“, erklärt Claudia Stauch, Projektleiterin am Fraunhofer ISC. „Das ORMOCER als hybrides Material erlaubt es uns, anorganische und organische Materialeigenschaften zu kombinieren und so unendlich viele Stellschrauben für diese komplexe Fragestellung zu generieren.“

Mithilfe dieser Technologie können daher auch der biobasierte Anteil von Materialien erhöht und Produkte damit nachhaltiger gemacht werden. Bei zahlreichen Anwendungen konnten die Forschenden bereits beweisen, dass sich Produkte mit ORMOCER-Beschichtungen nicht nur gut verarbeiten lassen, sondern auch gute Oberflächen- und Barriereeigenschaften mitbringen und sich besser recyceln lassen.

Unterstützung bei Umsetzung von PFAS-freien Alternativen

Ob sich die im EU-Projekt ZeroF entwickelten Materialien in der Industrie durchsetzen, hängt den Forschenden zufolge entscheidend von deren Akzeptanz ab. Das Fraunhofer-Team unterstützt daher bereits Unternehmen bei der Umsetzung von umweltfreundlichen und wirtschaftlichen PFAS-Alternativen. „Nicht immer wird der volle Funktionsumfang von PFAS auch wirklich benötigt. Für manche der jetzigen Anwendungsfelder, in denen es nur um ein oder zwei Schlüsseleigenschaften aus dem ganzen PFAS-Spektrum geht, gibt es bereits jetzt gute und kurzfristig einsetzbare Lösungen“, erklärt Strauch.

bb