Bề mặt chống dính an toàn cắt giảm việc sử dụng hóa chất vĩnh cửu

Một loại vật liệu mới do các nhà nghiên cứu tại ĐH Kỹ thuật Toronto (Canada) phát triển có thể là giải pháp thay thế an toàn hơn cho các hóa chất chống dính thường được dùng trong dụng cụ nấu nướng và các vật dụng khác khi chứa hàm lượng chất per- và polyfluoroalkyl (PFAS) - còn được biết đến là “hóa chất vĩnh cửu - thấp hơn nhiều.

Thử nghiệm khả năng chống dính của vật liệu với 4 loại dầu. Ảnh: ĐH Kỹ thuật Toronto

Vật liệu mà nhóm nghiên cứu sử dụng để thay thế PFAS là polydimethylsiloxane (PDMS) - thường được bán dưới tên silicone và có thể rất tương thích sinh học, nhưng cho đến nay vẫn chưa thể hoạt động tốt như PFAS. Để khắc phục vấn đề này, nghiên cứu sinh tiến sĩ Samuel Au tại Khoa Kỹ thuật Cơ khí và Công nghiệp đã phát triển một kỹ thuật hóa học mới mà nhóm nghiên cứu gọi là “gắn lông vũ ở cấp độ nano” (nanoscale fletching).

“Không giống như silicone thông thường, chúng tôi liên kết các chuỗi PDMS ngắn với vật liệu nền. Để cải thiện khả năng đẩy dầu, chúng tôi đã bổ sung phân tử PFAS ngắn nhất có thể, bao gồm một phân tử carbon và ba flo. Chúng tôi có thể gắn khoảng bảy phân tử như vậy vào đầu mỗi sợi lông PDMS”, Au nói. “Nếu có thể thu nhỏ xuống kích thước nanomet, nó sẽ trông như những chiếc lông vũ ở phần đuôi của một mũi tên”.

Nhóm nghiên cứu đã phủ vật liệu mới lên một mảnh vải và nhỏ các giọt dầu khác nhau lên để kiểm tra khả năng “chống dính”. Trên thang điểm do Hiệp hội Nhà hóa học và Nhuộm màu dệt may Mỹ phát triển, lớp phủ mới đạt điểm 6, ngang bằng với nhiều lớp phủ tiêu chuẩn gốc PFAS. Nhóm nghiên cứu sẵn sàng hợp tác với các nhà sản xuất lớp phủ chống dính có nhu cầu mở rộng quy mô và thương mại hóa quy trình này.

Tin đăng KH&PT số 1355 (số 31/2025)

Khoahocphattrien